JPH0660471B2 - 複合線条体 - Google Patents

複合線条体

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JPH0660471B2
JPH0660471B2 JP61217967A JP21796786A JPH0660471B2 JP H0660471 B2 JPH0660471 B2 JP H0660471B2 JP 61217967 A JP61217967 A JP 61217967A JP 21796786 A JP21796786 A JP 21796786A JP H0660471 B2 JPH0660471 B2 JP H0660471B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合線条体に関するものである。更に詳しく
は、複数の線条材を撚り合せ、熱硬化性樹脂または熱可
塑性樹脂が固化した複合線条体に関するものである。
このものは、吊橋や空気膜構造物(エアドーム)等のロ
ープ、ワイヤー、ケーブルとして使用される。また、船
舶、海中観測機器、ブイ等の係留、各種メッセンジャー
ワイヤーとして、さらにアルミニウム合金撚り線の芯材
としても使用される。
〔技術的背景と問題点〕
従来、前記の目的に使用されるロープ等は、鋼材、有機
材、無機材等からなる種々のものがある。しかし、鋼材
は、耐食性に劣るため、海水中や潮風に暴露される海岸
地帯や、各種腐蝕性ガスに暴露される工業地帯等では使
用が制限される。
そこで、最近では有機材の使用が増えつつあり、特に繊
維を補強材(強化材)とし熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹
脂を母材(マトリックス)とした繊維強化樹脂複合材料
からなる複合線条体が開発されており、本発明者も繊維
芯に熱硬化性樹脂を含浸し、ついで繊維浸の周面に乾燥
粉末剤をまぶし、さらに繊維を編組してなる編組体で該
繊維芯の外周を被覆して線条材とし、これを複合本撚り
合せたのち、上記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させたい
わゆる繊維強化樹脂複合材料からなる複合線条体を開発
し提案している(特開昭61-28092号公報)。
この提案発明は、熱硬化性樹脂と乾燥粉末剤とを共存さ
せる事により、各線条材素材に含まれる未硬化の樹脂が
硬化する際に、該熱硬化性樹脂が線条材の外周に浸み出
し、このため線条材が相互に接着し、複合線条材の可撓
性がなくなるのを防止することにある。
しかし、上記技術は、編組体をそのまま繊維芯の外周に
被覆し線条材とし、これを複数本撚り合せ加熱し硬化さ
せるものであるが、この技術によると、繊維芯に含浸さ
れた未硬化の熱硬化性樹脂の一部が漏れ易く、この漏れ
を編組体で完全に抑止するのが困難である。
通常の編組体で被覆した線条材では、表面が比較的平滑
である。このため複数本の線条材が相互に密接し、漏れ
出した樹脂により、面もしくは線条に互いに接着される
場合がある。このときは、複合線条体を構成する線条材
1本 1本の自由な滑動が妨げられて可撓性に乏しく、得
られた複合線条体の引張り強度や屈曲強度等の物性も低
下する不都合があった。
従来技術では、このような線条材の接着を防止するため
に樹脂の漏れ出しをコントロールし、成形する配慮が必
要となる。
〔発明の目的〕
本発明は、このような不都合を解消すべくなされたもの
で、その目的とするところは、引張り強度、屈曲強度等
の物性と、構成各線条材の接着がなく滑動性に優れた有
用な複合線条体を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明は下記のとおりである。
複数の線条材を撚り合せ、下記樹脂が固化した複合線条
体において、各線条材は一方向に引揃えられた長繊維束
を補強材とし熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を母材と
した複合材からなる芯と、編組体とからなる外層とを有
し、かつ該編組体は、その表面に繊維状のループまたは
起毛繊維を有することを特徴とする、撚り合せた各線条
材が相互に滑動可能である複合線条体。
本発明によると、線条材の外層の編組体表面に有するル
ープ又は起毛繊維によって、各線条材は密接せず、該ル
ープ又は起毛繊維によって凹凸となった表面を有してい
る。
このため、相互の線条材は点接触状態となり、相互に滑
動が可能で、複合線条体全体として可撓性となる。
本発明において「固化」とは、熱硬化性樹脂にあって
は、硬化反応によって硬化した樹脂の状態を意味し、熱
可塑性樹脂にあっては、冷却して固まった樹脂の状態を
意味する。
本発明の複合線条体を図面によって詳細に説明する。
第 1図は 7本の線条材からなる本発明の複合線条体の模
式断面図であり、第 1図 1は補強材繊維、 2は母材(マ
トリックス)、 3は芯材と一体化している編組体構成繊
維、 4はループ状になっている編組体構成繊維それぞれ
を示すものである。
第 2図は第 1図に示した本発明の複合線条体を構成する
線条体の 1本を拡大した模式断面図である。第 3図は第
2図に示した線条材 1本の模式斜視図である。
第 4図は本発明の他の複合線条体の模式断面図であり、
第 4図中 5は鋼線を示す。第 5図は本発明の他の複合線
条体を構成する線条材の 1本を拡大した模式断面図であ
り、第 5図中 6は起毛繊維を示す。
本発明の複合線条体は、これを構成する複数の線条材の
表層部をなす編組体の表面に、繊維状ループや起毛繊維
を有するため、各線条材が互いに接着せず、このため複
数の線条材の 1本 1本が自由に滑らかに滑動することが
でき、引張り強度、屈曲強度が優れた複合線条体であ
る。
本発明において補強材とは、ポリエステル系繊維、アラ
ミド繊維、ポリビニルアルコール系繊維、セルロース繊
維、木綿、麻、絹、羊毛等の有機繊維やガラス繊維、炭
素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等の無機繊維であ
り、好ましくは、比剛性、比強度の高いアラミド繊維、
ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等で
ある。
また、母材(マトリックス)としては、エポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ABS樹
脂、ポリオレフィン樹脂、変性ポリフェニレンオキサイ
ド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の熱可塑性
樹脂である。
本発明における編組体は、ポリアミド繊維、ポリエステ
ル繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、アラミド繊維、
ポリビニルアルコール系繊維、セルロース繊維、木綿、
麻、絹、羊毛等の有機繊維や、ガラス繊維、炭素繊維、
ボロン繊維、アルミナ繊維、石綿等の無機繊維、さらに
は、これら各種繊維の混合繊維からなり、これら繊維を
編組機で編組されたものである。
以下に本発明の複合線条体の製造法の例について説明す
る。
まず一方向に引揃えられた補強材に母材樹脂を含浸させ
線条材前駆体となす。
補強材に母材樹脂を含浸させるに際しては、原料繊維束
の太さと芯材の太さとの関係により、繊維束を合糸して
のち、また合糸する前に母材樹脂を含浸させ、所定の芯
材の太さとする。
通常は繊維束の構成単位が細い方が樹脂の含浸が容易で
あるため、合糸前の繊維束に母材樹脂を含浸させ、その
後所定の太さとなるよう合糸する。
ついで編組機を用いて該線条材前駆体の周囲の外周を熱
収縮性の異なる繊維によって構成される編組体で被覆し
線条材を形成し、この線条材を複数本、撚合せ機で撚り
合せ、こののち熱処理し繊維状ループを有する複合線条
体を得る。
本発明において、補強材に母材樹脂を含浸させる方法と
しては、これらの母材樹脂を溶剤に溶解後、塗布し乾燥
する方法、無溶剤で加熱塗布する方法、または繊維状の
母材樹脂を補強材と組み合せ無溶剤で加熱浸透させる方
法等、汎用の方法が用いられる。そして、母材として熱
硬化性樹脂を用いた場合は複数本の線条材を撚り合せる
と同時にもしくは撚り合せたのち、加熱し母材樹脂を加
熱硬化(固化)させることにより複合線条体を得る。
この場合、複合線条体を構成する各線条材中の補強材の
体積含有率は30〜70容量%が好ましい。また、母材とし
て熱可塑性樹脂を用いた場合は、複数本の線条材を加熱
しながら撚り合せたのち、冷却し母材樹脂を固化し複合
線条体を得る。
この場合は、複合線条体を構成する各線条材中の補強材
の体積含有率は20〜60容量%が好ましい。
母材として熱硬化性樹脂を用いた場合、線条材前駆体に
タルク粉等の粉末状乾燥材を付着させ、編組体で被覆し
線条材とし、これを複数本撚り合せ加熱硬化させ複合線
条体を得ることもできる。
そして編組体の表面に繊維状ループを形成させる方法と
しては、例えば熱収縮率の異なる 2種類以上の繊維を混
合してなる編組体を用い線条材となしたのち熱処理する
かおよび/または該線条材を複数本撚り合せると同時に
もしくは撚り合せたのち母材により加熱・固化または加
熱・冷却・固化する際の加熱条件で熱処理し、複合線条
体を形成させる方法が適用される。
このような収縮率の異なる繊維を同時に使用する結果、
熱処理によって収縮率の高い繊維のみ収縮し、収縮率の
低い繊維は線条材の表面に浮き出しループを形成する。
熱収縮率の異なる 2種類以上の繊維を混合してなる編組
体としては、編組体を構成するストランドを単位として
混合するものと、ストランド内で混合したものとがあ
り、いずれも長繊維で使用されるフィラメント糸条と短
繊維で使用されるステープル糸条があり、複合線条体の
用途により選択される。
この熱収縮率の異なる 2種類以上の繊維を混合し、編組
体を構成させる際に使用される繊維の熱収縮率の差は、
該線条材の熱処理条件下で 5%以上であることが望まし
い。
編組体の表面に繊維状のループを形成させる他の方法と
しては、伸度の異なる 2種類以上の繊維を混合し、緊張
下で編組体を形成し緊張を解きながら線条材となし、こ
の線条材を複数本撚り合せたのち複合線条体を形成させ
る方法がある。
編組体の表面に起毛繊維を形成させる方法の例として
は、編組体を用い線条材となしたのち、その外層の編組
体の表面をワイワーブラシ等で擦り、編組体を構成する
繊維を部分的に切断し、起毛させたのち、該線条材を複
数本撚り合せ複合線条体を形成させる方法がある。
さらに、他の方法としては、編組体の表面に繊維状のル
ープを付与したのち、そのループを切断し起毛させた線
条材を複数本撚り合せ、複合線条体を形成させる方法が
ある。
この様にして工程を経ることによって、各線条材は表面
が凹凸となり、相互に点接触の状態となる結果、樹脂の
固化の際、母材樹脂が表面編組体の繊維の間から漏出し
て接着しても点で接着しているため、表面平滑の場合と
異なり、簡単に剥離し、滑動可能な状態となり、本発明
の複合線条体となる。
〔発明の効果〕
従来技術のように、外層がループまたは起毛のない編組
体にて被覆された線条材の場合、漏出した母材樹脂によ
って隣接する線条材が相互に接着しやすい。
これに対し本発明の複合線条材は、これを構成する各線
条材の表面がループまたは起毛繊維によって凹凸となっ
ているため相互に密接せず、あたかも点接触の状態とな
る。
その結果相互の線条材は、滑らかな滑動が可能で、複合
線条体全体として優れた可撓性を有する。
またこのものは、引張り強度、屈曲強度等の物性も優れ
ている。
〔実施例〕
実施例1 炭素繊維束、ベスファイトHTA7-12,000(東邦レーヨ
ン製、単繊維径7μm、構成本数12,000本のフィラメン
ト束)に樹脂としてエポキシ樹脂エピコート1001(シェ
ル化学製)80重量部、エピコート 828(シェル化学製)
20重量部と 4.4′ -ジアミシジフェニルスルホン40重量
部をメチルエチルケトンに溶解した樹脂溶液を含浸せし
め、90℃、 4分乾燥し、樹脂を35重量%含浸せしめた
後、これを11本を一方向に引き揃えて合糸し、炭素繊維
132000本のフィラメント束からなる芯を作製した。
この芯の周囲を、2100デニールのガラス繊維束 8本、 1
80℃に於ける熱収縮率が10%の1000デニールのポリエス
テル繊維束 8本を組み合せた16打ち組紐で被覆し線条材
を作製した。次いで、この線条材を 7本、撚合せ機で1m
当り 6回の撚りを掛け、ロープ状物に組合せた後 180℃
の雰囲気を持つ加熱槽で90分間熱処理して樹脂を硬化さ
せ、複合線条体を作成した。
本複合線条体は8,500kg の引張り強力を示した。また、
本複合線条体は、構成している線条材の表面にガラス繊
維のループを有しており、各線条材は相互に接着せず、
滑らかな滑動が可能で、可撓性に優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
第 1図は本発明の複合線条体の模式断面図、第 2図は第
1図で示した本発明の複合線条体を構成する線条材の 1
本を拡大した模式断面図、第 3図は第 2図の模式斜視
図、第 4図は、本発明の他の複合線条体の模式断面図、
第 5図は本発明の他の複合線条体を構成する線条材の 1
本を拡大した模式断面図を示す。 記号の説明 1:補強材繊維、 2:母材、 3:芯材と一体化している
編組体構成繊維 4:ルーブ状になっている編組体構成繊維、 5:鋼線、
6:起毛繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−28092(JP,A) 実開 昭57−196196(JP,U) 実開 昭60−34850(JP,U) 実開 昭48−5038(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の線条材を撚り合せ、下記樹脂が固化
    した複合線条体において、各線条材は一方向に引揃えら
    れた長繊維束を補強材とし熱硬化性樹脂または熱可塑性
    樹脂を母材とした複合材からなる芯と、編組体とからな
    る外層とを有し、かつ該編組体は、その表面に繊維状の
    ループまたは起毛繊維を有することを特徴とする、撚り
    合せた各線条材が相互に滑動可能である複合線条体。
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