JPH01250428A - 樹脂補強用紐状体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は従来知られていない新しい、多数のフィラメン
トの集束物の解繊によって得られる識雑補強樹脂体（Ｆ
ＲＰ）の製造に用いられる樹脂補強用紐状体に関するも
のである。

［従来の技術］ ＦＲＰは樹脂補強用繊維体に液状の熱硬化性樹脂を含浸
させ、該樹脂を硬化させることによって製造され、パイ
プ、棒材等として広く用いられている。

ＦＲＰの製造法としては引抜き成型法、フィラメントワ
インディング法（ＦＷ法）等が知られている。

強度、耐熱性の大きいＦＲＰを得るためには、樹脂補強
用繊維体として強度、耐熱性の大きいものを使用する必
要がある。硝子ｌ！維、アルミナ繊維等の無機繊維はこ
の目的のために好適な繊維であり、このうち硝子繊維が
最も広く用いられている。

引抜き成型法、ＦＷ法においては後述するような理由に
より、このような樹脂補強用繊維体は長尺のモノフィラ
メントを多数、好ましくは集束剤を附与して、引揃えて
集束したｍｍ束（ストランド）或はストランドを多数引
揃えたロービングの形態で使用されることが多い。

［発明か解決しようとする課題］ 引抜き成型法においては、液状の熱硬化性樹脂を含浸さ
せた繊維束のような樹脂補強用ｒａｍ体を、所定断面形
状を有する型を通して引張り、この間に加熱して樹脂を
硬化せしめる。

ＦＷ法においては樹脂を含浸させた樹脂補強用ｍ雄体に
張力を加えた状態で回転するマンドレルに弛みのない状
態で巻付け、次いで樹脂を硬化させる。

いずれの方法においても、ＦＲＰを製造する際、樹脂補
強用繊維体にはかなり大きな張力か加えられ、且つこれ
らの樹脂補強用繊維体は互いに平行な隣接した状態で配
列される。

引抜き成型法、ＦＷ法においては樹脂補強用繊維体は相
当大きな張力を受けるため、樹脂補強用繊維体としては
引張強度の大きい前述した繊維束が用いられるが、繊維
束を用いると得られたＦＲＰの、平行に隣接して配列さ
れた繊維束同志の境目に沿った亀裂が生ずることがある
。

このため、引抜き成型法においては液状の熱硬化性樹脂
を含浸させた繊維束を多数引揃えて型に供給する際、こ
の引揃え物の型に隣接する外周部分をマットのように表
被材で覆うことも提案されているか、マットが引抜き成
型時の型との摩擦力によって千切れ易い難点が生ずる。

又繊維束は、これを構成するｍ維（モノフィラメント）
か集束材で一体に結合されているため、繊維束中への液
状樹脂の含浸速度が遅く、ＦＲＰ中に樹脂の含浸不良部
分が生じ易い。

ｍｍ束を解繊することによって得られるバルキーヤーン
を用いることにより、樹脂の含浸を良好ならしめ、上述
した亀裂の発生を防止できるやに考えられるが、バルキ
ーヤーンは張力を加えると伸延してしまうためバルキー
ヤーンを引抜き成型法或はＦＷ法の樹脂補強用繊維体と
しては用いることはできない。

本発明は前述した従来技術の問題点を解消し、引抜き成
型法、ＦＷ法の樹脂補強用繊維体として特に好適に使用
できる、引張り強度も大きく、樹脂の含浸性も良好であ
り、且つ得られたＦＲＰに亀裂を生ずることのないよう
な樹脂補強用紐状体を提供することを目的とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明樹脂補強用紐状体にお
いては、引抜き成型法、ＦＷ法等樹脂補強用繊維体に張
力を与えた状態で使用し且つこれらの樹脂補強用繊維体
が引揃えられた状態で配列されるＦＲＰの製法において
用いられる樹脂補強用繊維体を、多数のフィラメントの
集束物の解繊によって得られる紐状体であって、この紐
状体の間隔を隔てた箇所で、紐状体を構成するフィラメ
ントが絡み合っている絡み部が形成され、この絡み部に
よって紐状体は複数の区間に分割され、各区間において
紐状体は紐状体の長手方向に引揃えられている第１群フ
ィラメントと、解繊されて長手方向と直交する方向に膨
んでいる第２群フィラメントとを含み、紐状体を構成す
る各フィラメントの全長が等しくなるようある区間て第
１群フィラメントに属するフィラメントは他の区間では
第２群フィラメントに属していることを特徴とする紐状
体で構成する。

次に本発明を更に具体的に説明する。

第１図は本発明に用いられる紐状体１の構造を模式的に
説明するための拡大平面図であり、紐状体１は多数のフ
ィラメントの集束物の解繊によって得られ、且つ紐状体
ｌの間隔を隔てた箇所で紐状体ｌを構成するフィラメン
トが絡み合っている絡み部２が形成され、このｆｉｌＩ
１５部２によって紐状体ｌは複数の区間３に分割され、
各区間３において紐状体ｌは紐状体ｌの長手方向に引揃
えられている第１群フィラメントｆ、と、解繊されて長
手方向と直交する方向に膨んでている第２群フィラメン
トｆ２とを含み、紐状体を構成する各フィラメントの全
長が等しくなるようある区間で第１群フィラメントに属
するフィラメントは他の区間ては第２群フィラメントに
所属せしめられている。

紐状体を構成すべきフィラメントとしては、ガラスｍ雄
、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、チタニ
ア繊維のような無機質ｌ！雄、ケブラ繊維のような有機
質繊維、真鍮繊維のような金属ｍ維、炭素繊維、或はこ
れらを混紡してなる複合繊維を用いることかてきるが、
ガラス繊維又はガラス繊維を主体とする複合繊維を用い
るのが好ましい。

繊維の太さは３〜３０−１好ましくは５〜２５ルとする
のか適当であり、これらの繊維に集束剤を附与し５０〜
１００　、ＱＯＯ本、好ましくは２００〜５０．０００
本引揃えて繊維束となし、このような繊維束をバルキー
化装置への供給速度を大とした状態でバルキー化する等
バルキー化条件を選択することにより高圧気体供給孔を
有する管状通路を備えたバルキー化装置を用いて本発明
の紐状体をつることかできる。

なお集束剤としてはエポキシ樹脂のような接着力の小さ
いものを用いるのが好ましく、又その附与量は固型分と
して０．１〜ｌｏｗｔ％、好ましくは０．２〜５ｗｔ％
とするのが適当である。

本発明紐状体１においては、長手方向に所定の間隔を隔
てた箇所において紐状体を構成するフィラメントか絡み
合っている絡み部２，２・・・か形成されている。

絡み部２においてフィラメントはモノフィラメント状或
は複数本引揃えられた状態で、組み紐状に絡み合い、こ
の絡み合いに起因してフィラメントには若干の撚りが与
えられている。

この絡み部２を形成することにより、紐状体１を構成す
るフィラメントは互に分離しないよう結合される。

絡み部２と絡み部２間の距離は１〜３０ＩＩＩＩＩ＋、
好ましくは３〜１５ｍｍとするのが適当である。この長
さかあまり小さいと紐状体全長に占める絡み部２の割合
が大となり紐状体１のバルキー性か乏しく亀裂発生防止
効果及び樹脂の含浸性か不充分となる。又この長さかあ
まり大きいと第１群のフィラメントと第２群のフィラメ
ントが分離し易くなる。

なお絡み部２の長さは０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．
２〜３ｍｍとするのか適当である。この長さかあまり大
きいと紐状体１のバルキー性か乏しくなり、又この長さ
があまり小さいと紐状体ｌを構成するフィラメントか分
離し易くなる。

絡み部２により紐状体１は複数の区間３．３・・・に分
割される。絡み部２により分割、区画された区間におい
て、紐状体１は紐状体の長手方向に引揃えられ且つ好ま
しくは撚りか与えられている第１群のフィラメントｆ１
と、好ましくはモノフィラメント状に解繊されて長手方
向と直交する方向に膨んでいる第２群のフィラメントｆ
２を含んでいる。第２群に属するフィラメントは解繊さ
れて絡み部と絡み部を結ぶ軸線（紐状体の長手方向）か
ら外方にほぼ弧状に膨んでおり、好ましくはモノフィラ
メント状に解繊されている。なお、この膨みの方向は軸
線を含む特定平面上に限定されず、ランダムである。こ
の膨みの軸線からの距離の最大値は２〜１０１程度とす
るのか適当である。

第１群に属するフィラメントは長手方向に引揃えられて
いる。このフィラメントに好ましくはＳ方向又はＺ方向
の撚りか与えられており、この撚りにより第１群に属す
るフィラメントの一体性が良好となる。

ある特定区間に着目した場合、第１群に属するフィラメ
ントｆよの長さは第２群するフィラメントｆ２の長さよ
り短かく、紐状体に張力を与えた場合第１群に属するフ
ィラメントｆ１か、張力に拮抗する。

第２群に属するフィラメントｆ２は第１群に属するフィ
ラメントｆ□より長く、長手方向から外向に膨んでおり
、それ自身張力に拮抗することはないが、このフィラメ
ントｆ２は第１群に属するフィラメントｆ１と絡み部２
において絡み合っており、紐状体１に与えられた張力は
第１群に属するフィラメントｆ□か吸収する為、紐状体
ｌに張力を与えても、この区間の長さは第１群に属する
フィラメントｆ１の長さより実質的に伸びることはなく
、第２群に属するフィラメントｆ２が引伸ばされてバル
キー性か失われることはない。

第１群に属するフィラメントの数は全フィラメントの数
の１０〜５０％とするのが適当である。

この数があまり多いと紐状体１のバルキー性か乏しくな
り、又この数かあまり少ないと紐状体１の長手方向の強
度が減少し易い。

ある特定区間に着目した場合第１群に属する破線で示さ
れたフィラメントｆ、と、第２群に属する実線て示され
たフィラメントｆ２とはこの区間の端部の絡み部で絡み
合って混り合い、次の区間で第１群に属するフィラメン
トｆ□′と第２群に属するフィラメントｆ２′とに分か
れる。

この際ｆ１の少なくとも１部かｆ２′に移行して第２群
に属し、ｆ２の少なくとも１部がｆ、′に移行して第１
群に属するようになる。このような異なる群への移行（
所属の変更）は、ランダムに行なわれるか、あるフィラ
メントに着目した場合、このフィラメントが各区間にお
いて第１群に属する回数と、第２群に属する回数はほぼ
等しくなり、紐状体を構成する各フィラメントの全長は
等しくなる。

なお第１群のフィラメントに与えられた撚りの方向は所
々で反転しており、紐状体全体としてはＳ方向の撚りと
Ｚ方向の撚りの数はほぼ等しくなり、紐状体に捻れが生
ずることはない。

撚り方向の反転は一つの区間内で生ずることもあり、こ
の場合この反転部においては僅かの長さの撚りのない部
分が生ずることもある。

なお第１群に属するフィラメントは、このような反転部
等において、外方に僅かに膨むこともあるが、この膨み
は第２群のフィラメントの膨みに比し極めて小さく上述
した紐状体に与えられた張力に対する拮抗力に影響する
ことはない。

なお絡み部の長さ、絡み部と絡み部の距離、各区間にお
ける第１群に属するフィラメントの数、第２群に属する
フィラメントの膨みの程度等を紐状体の全長に亘って一
定値に制御することは実用上無意味であり、これらを上
述の範囲に保つことにより本発明の目的を充分達成する
ことができる。

なお又本発明樹脂補強用紐状体はガラスＦａ維、有機ｍ
維等の比較的柔かい繊維で構成することもてきるか、シ
リカファイバーのような脆いｕ＆雄で構成することもで
き、このような紐状体は張力を与えてもバルキー性を失
わず、且つ大きい耐熱性を有する。

このような紐状体は、紐状体の長手方向に引揃えられて
いる第１群フィラメントを有するため引張り張力も大き
く、解繊されて長手方向と直交する方向に膨らんでいる
第２群フィラメントを有するため、液状樹脂の含浸性も
良好てあり、且つこの紐状体を複数本平行に配列すると
、隣接する紐状体の有する第２群フィラメントが絡み合
うため、この紐状体を樹脂補強用繊維体として用いたＦ
ＲＰに紐状体同志の境界面に沿って亀裂の発生すること
がなく、本発明樹脂補強用紐状体は引抜き成型法、ＦＷ
法の樹脂補強用繊維体として特に有益なものである。

なお本発明樹脂補強用紐状体を用い、引抜き成型法、Ｆ
Ｗ法によってＦＲＰを製造するために使用される液状の
熱硬化性樹脂の種類、及び紐状体に対する該樹脂の附与
量、附与方法、成型方法等は常用の方法と異なる処がな
いのて詳細な説明は省略する。

［作　用コ 紐状体を多数のフィラメントの集束物の解繊によって形
成し、且つこの紐状体の間隔を隔てた箇所で、紐状体を
構成するフィラメントが絡み合っている絡み部が形成さ
れ、この絡み部によって紐状体は複数の区間に分割され
、各区間において紐状体は紐状体の長手方向に引揃えら
れている第１群フィラメントと、解繊されて長手方向と
直交する方向に膨んでいる第２群フィラメントとを含み
、紐状体を構成する各フィラメントの全長が等しくなる
ようある区間で第１群フィラメントに属するフィラメン
トは他の区間では第２群フィラメントに属せしめること
により、引張り張力を低下させることなく、液状の樹脂
の含浸性を良好ならしめ、且つ第２群に属するフィラメ
ントノ絡み合いにより、この紐状体を樹脂補強用繊維体
として使用した場合の、平行に配列された複数の紐状体
の、隣接する紐状体との境界面に沿ってＦＲＰに亀裂の
発生するのを防止する。

［実施例１コ 太さ９用のガラスｒａｍ　（フィラメント）にエポキシ
系集束剤を固型分として０．２　ｗｔ％附与し４．００
０本集束してなる繊維束を用い次の仕様の紐状体を製造
した。

絡み部の平均長さ３１ｆｆｉ、絡み部と絡み部の間の平
均圧ｇＩ８１ｍｌ、第１群に属するフィラメントの平均
数１，５００本、第２群に属するフィラメントの膨みの
程度（紐状体の平均太さ）５ｍｍ０この紐状体に不飽和
ポリエステル樹脂を、ＦＲＰ中の樹脂量が３５ｗｔ％と
なるように含浸させたものを使用し、常法に従いＦＷ法
によりパイプを製造した。

このパイプは通常のロービングを用いたものと同等の強
度を有し、樹脂の含浸も良好であり、樹脂の含浸不良に
起因する不良品を生ずることもなく、又得られた表面は
平滑であり、且つ表面亀裂の生ずることもなかった。

［実施例２コ 実施例１の紐状体を引抜き成型法の樹脂補強用繊維体と
して用い実施例１と同様な結果を得た。

［発明の効果コ 引張り張力も大きく、液状樹脂の含浸性も良好であり、
この紐状体を樹脂補強用繊維体として使用することによ
り、ＦＲＰに亀裂が生ずることを防止でき、又表面の平
滑な強度の大きいＦＲＰをつることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明紐状体の構造を模式的に説明するための
拡大平面図である。 図中１は紐状体、２は絡み部、３は区間、ｆｌ＋ｆ１′
は第１群フィラメント、ｆ、、　ｆ２′は第２群フィラ
メントを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数のフィラメントの集束物の解繊によって得られる紐
   状体であって、この紐状体の間隔を隔てた箇所で、紐状
   体を構成するフィラメントが絡み合っている絡み部が形
   成され、この絡み部によって紐状体は複数の区間に分割
   され、各区間において紐状体は紐状体の長手方向に引揃
   えられている第１群フィラメントと、解繊されて長手方
   向と直交する方向に膨んでいる第２群フィラメントとを
   含み、紐状体を構成する各フィラメントの全長が等しく
   なるようある区間で第１群フィラメントに属するフィラ
   メントは他の区間では第２群フィラメントに属している
   ことを特徴とする樹脂補強用紐状体。