JPH04255306A - 大型柱状体及びその製法 - Google Patents
大型柱状体及びその製法Info
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- JPH04255306A JPH04255306A JP3016401A JP1640191A JPH04255306A JP H04255306 A JPH04255306 A JP H04255306A JP 3016401 A JP3016401 A JP 3016401A JP 1640191 A JP1640191 A JP 1640191A JP H04255306 A JPH04255306 A JP H04255306A
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Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は建材、構築物、航空機、
船舶等に使用される一次構造材料となる炭素繊維強化樹
脂製（以下、ＣＦＲＰと略記する）大型柱状体及びその
製法に関する。
船舶等に使用される一次構造材料となる炭素繊維強化樹
脂製（以下、ＣＦＲＰと略記する）大型柱状体及びその
製法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】特にレ
ース用ヨットのマストに代表される大型長尺柱状体は、
船艇の安全性、取扱いやすさ、高速走行性発揮のため、
長くかつ軽量で高剛性・高強度であることが要求される
。しかも空力学的に空気の剥離性がよい事等の必要性か
ら単なる円柱形状では不十分であって、風洞実験で選定
された特殊流線形状断面の柱状体が要望される。
ース用ヨットのマストに代表される大型長尺柱状体は、
船艇の安全性、取扱いやすさ、高速走行性発揮のため、
長くかつ軽量で高剛性・高強度であることが要求される
。しかも空力学的に空気の剥離性がよい事等の必要性か
ら単なる円柱形状では不十分であって、風洞実験で選定
された特殊流線形状断面の柱状体が要望される。
【０００３】従来、複合材料からなる柱状体を形成する
方法として、フィラメントワインディング成形法、引抜
成形法、シートラップ成形法等が採用されているが、上
記のように特殊形状の製品を得るためには外形状を精密
に写し得る外型を使用した成形法を採用する必要がある
。任意の形状を有する柱状体を外型で一体成形すること
は不可能でないにしても、充分な強度特性を有する成形
物を得ることは困難であり、特に２０ｍを超える大型柱
状物の場合、実際的に一体成形することは至難である。 又内部構造に各種の補強を施した大型柱状物を必要とす
る場合、完全一体成形方式では製作不可能である。
方法として、フィラメントワインディング成形法、引抜
成形法、シートラップ成形法等が採用されているが、上
記のように特殊形状の製品を得るためには外形状を精密
に写し得る外型を使用した成形法を採用する必要がある
。任意の形状を有する柱状体を外型で一体成形すること
は不可能でないにしても、充分な強度特性を有する成形
物を得ることは困難であり、特に２０ｍを超える大型柱
状物の場合、実際的に一体成形することは至難である。 又内部構造に各種の補強を施した大型柱状物を必要とす
る場合、完全一体成形方式では製作不可能である。
【０００４】一方大型柱状体を製作するのに長さを短く
分割してこれを縦方向に継ぎ合わせると言う方法が考え
られるが、大荷重のかかる大型成形品で接合構造をとっ
た場合の強度維持は極めて難しい。
分割してこれを縦方向に継ぎ合わせると言う方法が考え
られるが、大荷重のかかる大型成形品で接合構造をとっ
た場合の強度維持は極めて難しい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、引張弾
性率２０Ｔｏｎ／ｍｍ２ 以上、引張強度３００Ｋｇ／
ｍｍ２ 以上の高性能炭素繊維とエポキシ樹脂からなる
繊維体積含有率５０〜７０％、繊維配向度０°層が５０
％以上の炭素繊維一方向引揃えプリプレグを、外型にて
縦方向に一体となるように積層し、加圧、加熱、硬化せ
しめた２分割一体のシェルを、長さ方向に接合して得ら
れる炭素繊維強化樹脂製大型柱状体及びその製法にある
。
性率２０Ｔｏｎ／ｍｍ２ 以上、引張強度３００Ｋｇ／
ｍｍ２ 以上の高性能炭素繊維とエポキシ樹脂からなる
繊維体積含有率５０〜７０％、繊維配向度０°層が５０
％以上の炭素繊維一方向引揃えプリプレグを、外型にて
縦方向に一体となるように積層し、加圧、加熱、硬化せ
しめた２分割一体のシェルを、長さ方向に接合して得ら
れる炭素繊維強化樹脂製大型柱状体及びその製法にある
。
【０００６】高精度・高真直度の製品を得るためカーボ
ンコンポジットからなる縦方向一体外型を用いて加圧加
熱成形すること又得られた一対の成形品シェルをジョッ
グル方式とバット・オーバーレイ接合方式の組合せによ
り接合組立てて製造するものである。
ンコンポジットからなる縦方向一体外型を用いて加圧加
熱成形すること又得られた一対の成形品シェルをジョッ
グル方式とバット・オーバーレイ接合方式の組合せによ
り接合組立てて製造するものである。
【０００７】本発明で得られる長さ方向に一体成形され
た一対のシェルを接合して得た柱状体は、縦方向の圧縮
力に対し耐える力が強く且つ曲げその他についても最適
設計が可能であるため大型ヨットのマスト等に好適に使
用される。又断面方向の形状の選択に任意性があり、局
部的補強を内装部に施すことが出来るため必要応力に耐
える最適設計が可能で、軽量で高精度・高性能のマスト
等とすることができる。
た一対のシェルを接合して得た柱状体は、縦方向の圧縮
力に対し耐える力が強く且つ曲げその他についても最適
設計が可能であるため大型ヨットのマスト等に好適に使
用される。又断面方向の形状の選択に任意性があり、局
部的補強を内装部に施すことが出来るため必要応力に耐
える最適設計が可能で、軽量で高精度・高性能のマスト
等とすることができる。
【０００８】本発明において、特定の材料とその構成を
選定することにより極めて軽量で高耐圧縮性、耐曲げ強
度、対空力学特性の発揮し得る種々の製品をつくること
が出来る。本発明で使用する外型は、製品と同等の線膨
張係数を有するカーボンコンポジット型を使用すること
が望ましい。高温に加熱して成形した場合、金属型の場
合だと熱膨張により歪を発生し、合せ接合が不能になる
ケースが考えられるが、カーボンコンポジット型では成
形歪みを発生させず、型との形状再現性がよく、高真直
度の製品をつくることが出来るためである。
選定することにより極めて軽量で高耐圧縮性、耐曲げ強
度、対空力学特性の発揮し得る種々の製品をつくること
が出来る。本発明で使用する外型は、製品と同等の線膨
張係数を有するカーボンコンポジット型を使用すること
が望ましい。高温に加熱して成形した場合、金属型の場
合だと熱膨張により歪を発生し、合せ接合が不能になる
ケースが考えられるが、カーボンコンポジット型では成
形歪みを発生させず、型との形状再現性がよく、高真直
度の製品をつくることが出来るためである。
【０００９】加熱、加圧の方法としては真空バッグオー
ブン成形法のように大気圧を利用してオーブン加熱する
方法が有効であるが、更にオートクレーブを使用して外
圧をかける方法とかゴムバッグ加圧、ゴムの熱膨張圧を
利用する方法等も好適に使用し得る。尚、使用する炭素
繊維プリプレグは強度３００Ｋｇ／ｍｍ２ 以上、弾性
率２０Ｔｏｎ／ｍｍ２ 以上の高性能炭素繊維を用い、
エポキシ樹脂を含浸して得られる。樹脂含有率は３０〜
４０ｗｔ％のものが好適で、積層は耐圧縮性を得るため
には０°層を５０％以上必要に応じ４５°層又は９０°
層を組合せて積層して成形品とすることが望ましい。
ブン成形法のように大気圧を利用してオーブン加熱する
方法が有効であるが、更にオートクレーブを使用して外
圧をかける方法とかゴムバッグ加圧、ゴムの熱膨張圧を
利用する方法等も好適に使用し得る。尚、使用する炭素
繊維プリプレグは強度３００Ｋｇ／ｍｍ２ 以上、弾性
率２０Ｔｏｎ／ｍｍ２ 以上の高性能炭素繊維を用い、
エポキシ樹脂を含浸して得られる。樹脂含有率は３０〜
４０ｗｔ％のものが好適で、積層は耐圧縮性を得るため
には０°層を５０％以上必要に応じ４５°層又は９０°
層を組合せて積層して成形品とすることが望ましい。
【００１０】得られた一対のシェルを接合する場合、接
合強度を確保するため、一方は一部が重なるジョッグル
をつくり必要に応じ接着剤とボルト又はリベットを用い
て接合する。一方はやゝもすると発生する歪みを吸収出
来る余裕をもたせて横並びのバットジョイントとし更に
その上から同上のプリプレグを積層して再硬化する方法
がとられる。もちろん、両端ともジョッグル方式又はバ
ットジョイントとし、更に同一プリプレグでオーバーレ
イする方式をとることも出来る。
合強度を確保するため、一方は一部が重なるジョッグル
をつくり必要に応じ接着剤とボルト又はリベットを用い
て接合する。一方はやゝもすると発生する歪みを吸収出
来る余裕をもたせて横並びのバットジョイントとし更に
その上から同上のプリプレグを積層して再硬化する方法
がとられる。もちろん、両端ともジョッグル方式又はバ
ットジョイントとし、更に同一プリプレグでオーバーレ
イする方式をとることも出来る。
【００１１】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１
引張強度４００Ｋｇ／ｍｍ２ 、引張弾性率３０Ｔｏｎ
／ｍｍ２ の炭素繊維とエポキシ樹脂マトリックスから
なる樹脂含有率３５％の一方向引揃えをプリプレグを用
いて０°層６０％、４５°層４０％の積層体をつくりカ
ーボンコンポジット外型を用いて真空バッグオーブン成
形方式で常法により１３０℃×２ｈｒの加熱加圧を行い
、３０ｍの長さ、断面１５０ｍｍ×３００ｍｍの長円形
の半分の形状をもつ柱状体シェルを製作した。
／ｍｍ２ の炭素繊維とエポキシ樹脂マトリックスから
なる樹脂含有率３５％の一方向引揃えをプリプレグを用
いて０°層６０％、４５°層４０％の積層体をつくりカ
ーボンコンポジット外型を用いて真空バッグオーブン成
形方式で常法により１３０℃×２ｈｒの加熱加圧を行い
、３０ｍの長さ、断面１５０ｍｍ×３００ｍｍの長円形
の半分の形状をもつ柱状体シェルを製作した。
【００１２】一対のシェルを用いて後方ジョッグル方式
、前方バットジョイント・オーバーレイ方式で加熱加圧
接着を行い、１５０×３００×３０，０００ｍｍの大型
柱状体を得た。このようにして得た大型長尺柱状体はレ
ース用大型ヨットのマストに適する耐圧縮力、曲げ強度
、捩り強度を有していた。
、前方バットジョイント・オーバーレイ方式で加熱加圧
接着を行い、１５０×３００×３０，０００ｍｍの大型
柱状体を得た。このようにして得た大型長尺柱状体はレ
ース用大型ヨットのマストに適する耐圧縮力、曲げ強度
、捩り強度を有していた。
Claims (5)
- 【請求項１】 引張弾性率２０Ｔｏｎ／ｍｍ２ 以上
、引張強度３００Ｋｇ／ｍｍ２ 以上の高性能炭素繊維
とエポキシ樹脂からなる繊維体積含有率５０〜７０％、
繊維配向度０°層が５０％以上の炭素繊維一方向引揃え
プリプレグを、外型にて縦方向に一体となるように積層
し、加圧、加熱、硬化せしめた２分割一体のシェルを、
長さ方向に接合して得られる炭素繊維強化樹脂製大型柱
状体。 - 【請求項２】 ヨット用マストであることを特徴とす
る請求項１記載の柱状体。 - 【請求項３】 炭素繊維一方向引揃えプリプレグをカ
ーボンコンポジットからなる縦方向一体外型に積層し、
加圧、加熱硬化するに当り、オートクレーブ又はオーブ
ンにて真空バッグ加圧、ゴムバッグ加圧又はゴム熱膨張
圧を利用して加圧加熱成形を行うことを特徴とする請求
項１記載の柱状体の製法。 - 【請求項４】 縦方向に一体成形せしめた２分割一対
シェルを接合するに際して、シェルの合せの片側をジョ
ッグル方式にて接合し、他の合せ側をバットジョイント
とし、更に同一プリプレグ材料でオーバーレイし、加熱
、加圧、硬化せしめることを特徴とする請求項１記載の
製法。 - 【請求項５】 嵌合して接合することを特徴とする請
求項４記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016401A JPH04255306A (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 大型柱状体及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016401A JPH04255306A (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 大型柱状体及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255306A true JPH04255306A (ja) | 1992-09-10 |
Family
ID=11915227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016401A Pending JPH04255306A (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 大型柱状体及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04255306A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997043115A1 (fr) | 1996-05-16 | 1997-11-20 | Toray Industries, Inc. | Corps colonnaire de grande dimension, realise en matiere plastique renforcee par des fibres |
| JP2010522097A (ja) * | 2006-12-13 | 2010-07-01 | ヨーロピアン・エアロノーティック・ディフェンス・アンド・スペース・カンパニー・イーエーディーエス・フランス | 長繊維および熱硬化性マトリクスを有する複合材料から作られる複合部材を製造するためのプロセス |
| JP2016141583A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
| JP2016141580A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
| JP2016141584A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
| JP2016141585A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
-
1991
- 1991-02-07 JP JP3016401A patent/JPH04255306A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997043115A1 (fr) | 1996-05-16 | 1997-11-20 | Toray Industries, Inc. | Corps colonnaire de grande dimension, realise en matiere plastique renforcee par des fibres |
| JP2010522097A (ja) * | 2006-12-13 | 2010-07-01 | ヨーロピアン・エアロノーティック・ディフェンス・アンド・スペース・カンパニー・イーエーディーエス・フランス | 長繊維および熱硬化性マトリクスを有する複合材料から作られる複合部材を製造するためのプロセス |
| JP2016141583A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
| JP2016141580A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
| JP2016141584A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
| JP2016141585A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | イビデン株式会社 | 流体用整流部材 |
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