JP7423870B2 - 繊維強化樹脂ロッド及び繊維強化樹脂ロッドの製造方法 - Google Patents
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Description
上記課題を解決する繊維強化樹脂ロッドは、一方向に延びる繊維を束ねた繊維束と当該繊維束に含浸されたマトリックス樹脂とを含んで構成された芯部と、前記芯部の周面を被覆する被覆部と、を備え、前記被覆部は、前記芯部の周面全体を被覆するように前記芯部の周面上において組紐状に編まれた状態となっている複数の補強用繊維糸で構成されている。
この構成によれば、芯部の周面上に補強用繊維糸が組紐状に編み込まれたときの締め付け力によって芯部の繊維束中から芯部の周面に浮き出た未硬化のマトリックス樹脂だけでなく、芯部の周面と被覆部との間の樹脂層を構成する樹脂も接着機能を発揮する。そのため、芯部の繊維束中から芯部の周面に浮き出たマトリックス樹脂だけによる場合よりも、芯部の周面に対して被覆部を強固に接着できる。
図1及び図2に示すように、繊維強化樹脂ロッド11は、図1における左右方向が長手方向となる円柱状の芯部12と、芯部12の周面全体を被覆する被覆部13と、を備えている。芯部12は、複数の繊維14を含んで一方向に延びる繊維束15と、繊維束15に含浸されたマトリックス樹脂16と、を含んで構成されている。芯部12の繊維束15を構成する繊維14は、ガラス繊維、炭素繊維及びバサルト繊維等の無機繊維又はアラミド繊維、アクリル繊維及びポリエチレン繊維等の有機繊維を含んで構成され、本実施形態では、無機繊維のバサルト繊維で構成されている。一般に、無機繊維は、繊維14の長手方向において優れた引っ張り強度を示すことが知られ、その中でもバサルト繊維は、引っ張り強度において特に優れている。
図3に示すように、繊維強化樹脂ロッド11は、所定の製造システム30を使用して製造される。この製造システム30は、芯部形成部31と、被覆部形成部32と、後処理部33と、を備える。芯部形成部31では、一方向に延びる繊維14の繊維束15に未硬化のマトリックス樹脂16を含浸させて芯部12を形成する工程が実行される。被覆部形成部32では、繊維束15に含浸させられたマトリックス樹脂16が硬化する前に芯部12の周面上に第1補強用繊維糸17及び第2補強用繊維糸18からなる複数の補強用繊維糸を組紐状に編み込んで芯部12の周面全体を被覆する被覆部13を形成する工程が実行される。後処理部33では、未硬化のマトリックス樹脂16を硬化させる等の工程が実行される。
さて、繊維強化樹脂ロッド11は、芯部12の周面上に第1補強用繊維糸17及び第2補強用繊維糸18によって被覆部13が組紐状に編み込まれるとき、それらの編み込み力が繊維束15に対して芯部12の周面から締め付け力として作用する。すると、その時点で芯部12の繊維束15に含浸している未硬化のマトリックス樹脂16のうち、ある程度の量のマトリックス樹脂16が、締め付け力を受けて繊維束15中から芯部12の周面上に浮き出る。そして、このときに芯部12の周面上に浮き出たマトリックス樹脂16は、その後、ヒーター部45での加熱により熱硬化することで、芯部12の周面と被覆部13の内周面とを強固に接着する機能を果たす。
(1)第1補強用繊維糸17と第2補強用繊維糸18は、芯部12の周面に対して芯部12の周面全体を万遍なく被覆して芯部12の長さ方向の全体に亘って均一に締め付け力を作用させる組紐状の被覆部13を形成するように編み込まれる。そのため、繊維強化樹脂ロッド11は、その芯部12における繊維体積含有率Vfが、芯部12の長さ方向において部分的に不均一とはならず、その長さ方向の全体に亘って均一となり、全体的な強度を良好に維持できる。
・繊維強化樹脂ロッド11は、芯部12の周面と被覆部13との間に樹脂層20が介在していない構成であってもよい。
Claims (5)
- 一方向に延びる繊維を束ねた繊維束と当該繊維束に含浸されたマトリックス樹脂とを含んで構成された芯部と、
前記芯部の周面を被覆する被覆部と、
を備え、
前記被覆部は、前記芯部の周面全体を被覆するように前記芯部の周面上において組紐状に編まれた状態となっており、かつ前記芯部の周面上に前記マトリックス樹脂を浮き出たせる締め付け力を作用させる複数の補強用繊維糸で構成されており、
前記複数の補強用繊維糸は、複数本の第1補強用繊維糸と当該第1補強用繊維糸よりも太い第2補強用繊維糸と、を含んで構成されており、
前記第2補強用繊維糸により前記芯部の周面には螺旋状の凸条が形成されており、
前記マトリックス樹脂は、前記芯部の周面と前記被覆部の内周面とを接着していることを特徴とする繊維強化樹脂ロッド。 - 前記芯部の周面と前記被覆部との間には、接着機能を有する樹脂層が介在していることを特徴とする請求項1に記載の繊維強化樹脂ロッド。
- 前記被覆部の外周面には、樹脂からなる保護膜が形成されている請求項1又は請求項2に記載の繊維強化樹脂ロッド。
- 一方向に延びる繊維の繊維束に未硬化のマトリックス樹脂を含浸させて芯部を形成する工程と、
前記繊維束に含浸された前記マトリックス樹脂が硬化する前に前記芯部の周面上に複数の補強用繊維糸を組紐状に編み込んで前記芯部の周面全体を被覆する被覆部を形成する工程と、を備え、
前記複数の補強用繊維糸は、複数本の第1補強用繊維糸と当該第1補強用繊維糸よりも太い第2補強用繊維糸と、を含んで構成され、
前記被覆部を形成する工程では、前記複数の補強用繊維糸の締め付け力により前記芯部の周面上に前記マトリックス樹脂を浮き出させるとともに、前記第2補強用繊維糸により前記芯部の周面に螺旋状の凸条を形成し、
前記被覆部を形成する工程の後に、前記浮き出たマトリックス樹脂を熱硬化して、前記芯部の周面と前記被覆部の内周面とを接着する工程を、
更に備えることを特徴とする繊維強化樹脂ロッドの製造方法。 - 前記芯部を形成する工程と前記被覆部を形成する工程との間に、前記芯部の周面上に接着機能を有する樹脂層を形成する工程を備えることを特徴とする請求項4に記載の繊維強化樹脂ロッドの製造方法。
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