JPH0725142B2 - Self-curling fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, resin tube made of the same, and method for manufacturing resin tube - Google Patents
Self-curling fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, resin tube made of the same, and method for manufacturing resin tubeInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、自己カール性繊維強化熱可塑性樹脂シート
と、それを原料とする樹脂管及び樹脂管の製造方法に関
するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a self-curling fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, a resin tube made of the same, and a method for producing the resin tube.
(従来技術及びその問題点) 繊維強化樹脂管を製造するための方法として、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、テー
プワインディング法等が知られている。しかし、このよ
うな方法は主に可とう性に富む熱硬化性樹脂プリプレグ
に対して適用されるもので、熱可塑性樹脂プリプレグに
対しては適用困難である。例えば、シートワインディン
グ法により繊維強化樹脂管を製造する場合、熱可塑性樹
脂では、シート状繊維に樹脂を含浸させて形成した樹脂
シートは弾力性があり、曲げ加工の困難なものである
上、その曲げ加工に際して樹脂シートにクラックが生じ
る等の問題があり、品質の良い熱可塑性樹脂管を製造す
ることは非常に困難である。フィラメントワインディン
グ法やテープワインディング法による場合は、熱硬化性
樹脂の場合とは異なり、熱可塑性樹脂では、これを高温
に加熱し、熱溶融させて繊維に含浸させて形成する必要
があるため、製造装置が複雑になるという問題がある。
このような理由により、従来は、前記のようなワインデ
ィング法では繊維強化熱可塑性樹脂管は殆んど製造され
ていない。(Prior Art and Problems Thereof) As a method for producing a fiber-reinforced resin pipe, a sheet winding method, a filament winding method, a tape winding method and the like are known. However, such a method is mainly applied to a thermosetting resin prepreg having high flexibility, and is difficult to apply to a thermoplastic resin prepreg. For example, in the case of producing a fiber-reinforced resin pipe by a sheet winding method, in a thermoplastic resin, a resin sheet formed by impregnating a sheet-shaped fiber with a resin is elastic and difficult to bend, and There are problems such as cracks in the resin sheet during bending, and it is very difficult to manufacture a good quality thermoplastic resin tube. In the case of filament winding method or tape winding method, unlike the case of thermosetting resin, in the case of thermoplastic resin, it is necessary to heat this to a high temperature There is a problem that the device becomes complicated.
For these reasons, fiber-reinforced thermoplastic resin pipes have been hardly manufactured by the winding method as described above.
(発明の課題) 本発明は、繊維強化樹脂管製造用の成形シートと、それ
を原料として用いる樹脂管及びその製造方法を提供する
ことをその課題とする。(Problem of the invention) An object of the present invention is to provide a molded sheet for producing a fiber-reinforced resin pipe, a resin pipe using the same as a raw material, and a method for producing the same.
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。(Means for Solving the Problems) The present inventors have completed the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
即ち、本発明によれば、補強繊維で強化された熱可塑性
樹脂管を得るための成形用シートであって、該成形用シ
ートは、そのシートの上面部と下面部との内部収縮応力
の差異による自己カール性を有する補強繊維強化熱可塑
性樹脂シートからなり、式 (式中、Xは目的とする樹脂管の曲率半径を意味し、R
は自己カール性曲率を示し、前記シートが自己カールし
たときのカール状物の曲率を意味する) を満足する自己カール性曲率Rを有することを特徴とす
る成形用シートが提供される。That is, according to the present invention, a molding sheet for obtaining a thermoplastic resin tube reinforced with reinforcing fibers, wherein the molding sheet has a difference in internal shrinkage stress between an upper surface portion and a lower surface portion of the sheet. Consisting of a reinforced fiber reinforced thermoplastic resin sheet with self-curl (In the formula, X means the radius of curvature of the target resin pipe, and R
Represents a self-curling curvature, which means the curvature of a curled material when the sheet self-curls).
また、本発明によれば、前記成形用シートを用いて得ら
れる補強繊維で強化された熱可塑性樹脂管が提供され
る。Further, according to the present invention, there is provided a thermoplastic resin pipe reinforced with reinforcing fibers obtained by using the molding sheet.
さらに、本発明によれば、前記成形用シートをその自己
カール性を利用して曲率半径Xのマンドレルに巻成し、
一体の管状体に熱成形した後、マンドレルから取りはず
すことを特徴とする補強繊維で強化された熱可塑性樹脂
管の製造方法が提供される。Further, according to the present invention, the molding sheet is wound around a mandrel having a radius of curvature X by utilizing its self-curling property,
Provided is a method for producing a reinforcing fiber reinforced thermoplastic resin tube, which comprises thermoforming into a unitary tubular body and then removing from the mandrel.
さらにまた、本発明によれば、成形用シートを、その自
己カール性を利用して硬化樹脂管又は金属管に巻成し、
一体の管状体に熱成形することを特徴とする補強繊維で
強化された熱可塑性樹脂管の製造方法が提供される。Furthermore, according to the present invention, a molding sheet is wound around a cured resin pipe or a metal pipe by utilizing its self-curling property,
Provided is a method for producing a thermoplastic fiber tube reinforced with reinforcing fibers, which comprises thermoforming into an integral tubular body.
本発明においては、補強繊維で強化された熱可塑性樹脂
管(以下、単に樹脂管とも言う)の成形用シートとして
補強繊維で強化された熱可塑性樹脂からなる自己カール
性を有するシート(以下、単に自己カール性シートとも
言う)を用いる。この場合、自己カール性シートとは、
そのシート自体の上面部と下面部との内部収縮応力の差
異が原因となってカール状物を形成する性質を有するシ
ートを意味する。このようなシートは、その平面シート
を特別の外力を加えずに放置するだけで自然にカールし
てそのカール状態を保持し、またいったん外力を加えて
特定方向にカールさせると、その外力を除いても、その
カール状態を保持する。また、自己カールシートとは、
前記自己カール性によりカールしたシートを意味する。In the present invention, a sheet having self-curl property made of a thermoplastic resin reinforced with reinforcing fibers as a sheet for molding a thermoplastic resin tube reinforced with reinforcing fibers (hereinafter, also simply referred to as a resin tube) (hereinafter, simply (Also called a self-curling sheet). In this case, the self-curl sheet is
It means a sheet having a property of forming a curled material due to a difference in internal contraction stress between the upper surface portion and the lower surface portion of the sheet itself. Such a sheet naturally curls by holding the flat sheet without applying any external force to maintain the curled state, and once the external force is applied to curl in a specific direction, the external force is removed. However, the curled state is maintained. What is a self-curl sheet?
It means a sheet curled by the self-curling property.
本発明の自己カール性成形用シートにおいて、その自己
カール性の強さ(大きさ)は、自己カールしたときのカ
ール状物の自己カール性曲率で表わされ、次式を満足す
るものである。In the self-curling sheet of the present invention, the strength (size) of the self-curling property is represented by the self-curling curvature of the curled product when self-curling, and satisfies the following formula. .
前記式中、Rは成形用シートの自己カール性曲率を意味
し、Xは製造目的とする樹脂管の曲率半径を意味する。
また、自己カール性曲率Rとは、シートを自己カールさ
せて得られるカール状物(管状体)の内径についての曲
率を意味する。 In the above formula, R means the self-curling curvature of the molding sheet, and X means the radius of curvature of the resin tube to be manufactured.
The self-curl curvature R means the curvature of the inner diameter of the curled material (tubular body) obtained by self-curling the sheet.
前記成形用シートの自己カール性曲率Rは、その自己カ
ール状物の曲率半径の逆数であることから、前記式を自
己カール状物の曲率半径Y(Y=1/R)で表わすと、次
式のようになる。Since the self-curling curvature R of the molding sheet is the reciprocal of the radius of curvature of the self-curling material, the above equation can be expressed by the radius of curvature Y (Y = 1 / R) of the self-curling material. It becomes like a formula.
本発明の成形用シートにおいて、その好ましい自己カー
ル性曲率Rは、 である。自己カール性曲率Rが1/(5X)よりも小さくな
ると(即ち、自己カール状物の曲率半径Yが5Xよりも大
きくなると)、成形用シートが自己カールしたときのカ
ール状物の曲率半径Yが、製造目的とする樹脂管の曲率
半径Xよりも大きくなりすぎるため、成形用シートを、
曲率半径Xの樹脂管が得られるように、曲率半径Xのマ
ンドレル等の管体に巻成しようとするときに、大きな引
張り力を要することとなり、場合によっては、その巻成
に際して、その引張り力により成形用シートにクラック
を生じるようになるので好ましくない。自己カール性曲
率Rの上限は特に制約されないが、製造目的とする樹脂
管の曲率(1/X)の2倍以下、好ましくは1.5倍以下にす
るのがよく、これによって曲率半径Xのマンドレル等に
密接に巻成することが容易になる。 In the molding sheet of the present invention, the preferable self-curl curvature R is Is. If the self-curl curvature R is smaller than 1 / (5X) (that is, the radius of curvature Y of the self-curl is larger than 5X), the radius of curvature Y of the curl when the molding sheet self-curls. However, since the radius of curvature X of the resin pipe to be manufactured is too large, the molding sheet is
In order to obtain a resin tube having a radius of curvature X, a large tensile force is required when attempting to wind it around a tubular body such as a mandrel having a radius of curvature X, and in some cases, when pulling it This causes cracks in the molding sheet, which is not preferable. The upper limit of the self-curl curvature R is not particularly limited, but it should be 2 times or less, preferably 1.5 times or less, of the curvature (1 / X) of the resin tube to be manufactured, whereby a mandrel having a radius of curvature X, etc. It becomes easy to form a tight winding.
補強繊維としては、従来公知のもの、例えば、ガラス繊
維、アルミナ繊維等の無機繊維、ステンレススチール繊
維、銅繊維等の金属繊維の他、カーボン繊維、難溶融性
又は非溶融性の天然又は合成有機繊維等が挙げられる。As the reinforcing fiber, conventionally known ones, for example, glass fiber, inorganic fiber such as alumina fiber, stainless steel fiber, metal fiber such as copper fiber, carbon fiber, hardly meltable or non-melting natural or synthetic organic fiber Fiber etc. are mentioned.
熱可塑性樹脂としては、従来公知の各種のもの、例え
ば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
カーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエー
テルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアセタール、ポリアクリル系樹脂、PPS、ABS等
が挙げられる。As the thermoplastic resin, various conventionally known ones, for example, polyolefin, polyamide, polyester, polycarbonate, polyetheretherketone, polyetherketone, polyetherimide, polyethersulfone, polyacetal, polyacrylic resin, PPS, ABS Etc.
自己カール性を有する繊維強化熱可塑性樹脂シートは、
その表面部の収縮応力と裏面部の収縮応力とに差異を生
じさせることによって得ることができ、その製造方法と
しては、以下に示す如き各種の方法が挙げられる。The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having self-curling property is
It can be obtained by making a difference between the contraction stress of the front surface part and the contraction stress of the back surface part, and the manufacturing method thereof includes various methods as described below.
(1)繊維強化樹脂シート(又は樹脂含有補強繊維)
を、その補強繊維の配向方向が交差するように積層し、
熱圧着させる方法。(1) Fiber-reinforced resin sheet (or resin-containing reinforcing fiber)
, So that the orientation directions of the reinforcing fibers intersect,
Method of thermocompression bonding.
この方法で用いる積層用原料シートは、2枚又はそれ以
上であることができ、3枚以上のシートを積層する場
合、最上層を形成するシートの補強繊維の配向方向と、
最下層を形成するシートの補強繊維の配向方向とが交差
するように積層する。このようなシートでは、内面を形
成するシートの補強繊維の配向方向がカール状物の軸方
向と一致するように自己カールさせることができる。The lamination raw material sheet used in this method may be two or more sheets, and when laminating three or more sheets, the orientation direction of the reinforcing fibers of the sheet forming the uppermost layer,
The sheets are laminated so that the orientation of the reinforcing fibers of the sheet forming the lowermost layer intersects. Such a sheet can be self-curled so that the orientation direction of the reinforcing fibers of the sheet forming the inner surface coincides with the axial direction of the curled material.
第1図に、この方法で得られたシートの断面構造図を示
す。この図において、1はシート全体を示し、2は樹脂
層、3及び4は樹脂層中に配置された補強繊維を示す。
補強繊維3及び4は、その繊維配向方向が相互に直角に
交差するように配置されている。このシート1において
は、矢印(a)の方向に対して、第1補強繊維層部5の
収縮応力に比べて第2補強繊維層部6の収縮応力の方が
著しく大きい。即ち、矢印(a)の方向に対し、第1補
強繊維層部5は、その方向に配向する連続した繊維が存
在するため、その収縮応力が著しく緩和されているのに
対し、第2補強繊維層部6は、その繊維配向方向がその
矢印(a)の方向と直交し、矢印aの方向には連続した
繊維が存在しないため、その収縮応力は大きい。このシ
ート1に対しては、矢印(b)の方向への力が作用し、
矢印(b)の方向に自己カールさせることができる。第
2図に、シート1の自己カール状態の説明断面図を示
す。第2図において、上面部第1補強繊維層部5の繊維
配向方向は矢印(c)方向(周方向)であり、第2補強
繊維層部6の繊維配向方向は軸方向と同じである。FIG. 1 shows a cross-sectional structural view of the sheet obtained by this method. In this figure, 1 indicates the entire sheet, 2 indicates the resin layer, and 3 and 4 indicate reinforcing fibers arranged in the resin layer.
The reinforcing fibers 3 and 4 are arranged so that the fiber orientation directions thereof intersect each other at a right angle. In the sheet 1, the shrinkage stress of the second reinforcing fiber layer portion 6 is significantly larger than that of the first reinforcing fiber layer portion 5 in the direction of the arrow (a). That is, with respect to the direction of the arrow (a), the first reinforcing fiber layer portion 5 has continuous fibers oriented in that direction, so that the shrinkage stress thereof is remarkably relaxed, while the second reinforcing fiber layer 5 is relieved. The fiber orientation of the layer portion 6 is orthogonal to the direction of the arrow (a), and since there are no continuous fibers in the direction of the arrow a, the shrinkage stress is large. A force in the direction of the arrow (b) acts on this sheet 1,
It can be self-curled in the direction of arrow (b). FIG. 2 shows an explanatory sectional view of the sheet 1 in the self-curling state. In FIG. 2, the fiber orientation direction of the upper surface first reinforcing fiber layer portion 5 is the arrow (c) direction (circumferential direction), and the fiber orientation direction of the second reinforcing fiber layer portion 6 is the same as the axial direction.
また前記の説明から明らかなように、シート1は、繊維
3と直交する繊維4の配向方向に対しては、逆に、第1
補強繊維層部5に比べて第2補強繊維層部6の収縮応力
が著しく大きい。従って、シート1は、第2補強繊維層
部6を外表面にし、その繊維4の配向方向を周方向と一
致させ、また第1補強繊維層5を内表面にし、その繊維
3の配向方向をカール状物の軸方向と一致させるように
自己カールさせることもできる。Further, as is clear from the above description, the sheet 1 has the first direction on the contrary to the orientation direction of the fibers 4 orthogonal to the fibers 3.
The contraction stress of the second reinforcing fiber layer portion 6 is significantly larger than that of the reinforcing fiber layer portion 5. Therefore, in the sheet 1, the second reinforcing fiber layer portion 6 is the outer surface, the orientation direction of the fiber 4 is aligned with the circumferential direction, and the first reinforcing fiber layer 5 is the inner surface, and the orientation direction of the fiber 3 is It is also possible to self-curl so as to match the axial direction of the curled material.
前記したシート1の自己カール性の強さ(自己カール
度)は、第1補強繊維層部5と第2補強繊維層部6の繊
維密度の調節や、繊維3と繊維4の交差角度の調節等に
よってコントロールすることができる。例えば、シート
1の自己カール性は、繊維3と繊維4との交差角度を大
きくすることによって強くすることができ、交差角度90
度の時に自己カール性の強さは最大となる。この場合、
同じ交差角度でも補強繊維と樹脂熱膨張率の差が大きい
程、また樹脂の弾性率が高い程自己カール性は強くな
る。また、第1補強繊維層部5の繊維密度を大にし、第
2補強繊維層部6の繊維密度を小にすることにより、矢
印(b)の方向への自己カール性を強めることができ
る。The strength of the self-curling property (self-curl degree) of the sheet 1 described above is adjusted by adjusting the fiber density of the first reinforcing fiber layer portion 5 and the second reinforcing fiber layer portion 6 and the crossing angle of the fibers 3 and 4. And so on. For example, the self-curl property of the sheet 1 can be increased by increasing the crossing angle between the fiber 3 and the fiber 4, and the crossing angle 90
The strength of the self-curling property becomes maximum at a certain degree. in this case,
Even with the same crossing angle, the larger the difference between the coefficient of thermal expansion of the reinforcing fiber and the resin and the higher the elastic modulus of the resin, the stronger the self-curling property. Further, by increasing the fiber density of the first reinforcing fiber layer portion 5 and decreasing the fiber density of the second reinforcing fiber layer portion 6, the self-curling property in the direction of the arrow (b) can be strengthened.
この方法において用いる繊維強化樹脂シート又は樹脂含
有補強繊維シートとしては、例えば、次に示すようなも
のを用いることができる。As the fiber-reinforced resin sheet or resin-containing reinforcing fiber sheet used in this method, for example, the following ones can be used.
(i)平行に整列された繊維(UD繊維)で強化された樹
脂シート。(I) A resin sheet reinforced with fibers (UD fibers) aligned in parallel.
(ii)熱可塑性樹脂繊維と補強用繊維とを混織した織布
からなる樹脂含有補強繊維シート。(Ii) A resin-containing reinforcing fiber sheet made of a woven fabric in which thermoplastic resin fibers and reinforcing fibers are mixed and woven.
(2)UD繊維層の上に、別のUD繊維層をそれらの繊維配
向方向が交差するように重ね、その上に熱可塑性樹脂フ
ィルム、粉体、ペレット、繊維等を積層し、ホットプレ
ス等で加熱加圧する方法。(2) Another UD fiber layer is laminated on the UD fiber layer so that their fiber orientation directions intersect, and a thermoplastic resin film, powder, pellets, fibers, etc. are laminated on it, and hot pressing, etc. Method of heating and pressing with.
(3)補強繊維を縦糸及び横糸として含む織布を用いて
繊維強化樹脂シートを製造する場合に、その縦糸と横糸
の打込み密度を変える方法。(3) A method of changing the driving density of the warp and weft when a fiber reinforced resin sheet is manufactured using a woven fabric containing reinforcing fibers as warp and weft.
この方法で得られるシートは密度の高い補強繊維の配向
方向の収縮応力が密度の低い補強繊維の配向方向の収縮
応力よりも緩和されているために、密度の高い補強繊維
の配向方向が周方向になるように自己カールさせること
ができる。シートの自己カール性は、縦糸と横糸の打込
み密度の差を大きくすることにより強めることができ
る。In the sheet obtained by this method, since the shrinkage stress in the orientation direction of the high-density reinforcing fiber is relaxed more than the shrinkage stress in the orientation direction of the low-density reinforcing fiber, the orientation direction of the high-density reinforcing fiber is the circumferential direction. You can curl yourself to become. The self-curl property of the sheet can be enhanced by increasing the difference in the driving density between the warp yarn and the weft yarn.
補強繊維の織布で強化された樹脂シートを製造する方法
としては、従来公知の方法を用いることができる。例え
ば、補強繊維の織布に、熱可塑性樹脂のフィルム、粉
体、ペレット、繊維等を積層し、ホットプレス等で加熱
・加圧する方法、補強繊維と熱可塑性樹脂繊維との混紡
繊維からなる織布を加熱加圧する方法等が挙げられる。As a method for producing a resin sheet reinforced with a woven fabric of reinforcing fibers, a conventionally known method can be used. For example, a method of laminating a thermoplastic resin film, powder, pellets, fibers and the like on a woven fabric of reinforcing fibers and heating and pressurizing with a hot press, a woven fabric composed of mixed fibers of reinforcing fibers and thermoplastic resin fibers. Examples include a method of heating and pressing the cloth.
(4)熱膨張率が相互に異なる2種の補強繊維をそれぞ
れ縦糸及び横糸とする補強繊維織物を用いて繊維強化樹
脂シートを得る方法。(4) A method for obtaining a fiber-reinforced resin sheet using a reinforcing fiber woven fabric in which two kinds of reinforcing fibers having different coefficients of thermal expansion are warp yarns and weft yarns, respectively.
この方法で得られるシートは、熱膨張率の大きい方の補
強繊維の配向方向の収縮応力が大きく、熱膨張率の小さ
い方の補強繊維の配向方向の収縮応力が小さいために、
熱膨張率の大きい補強繊維の配向方向がカール状物の軸
方向となるようにして自己カールさせることができる。The sheet obtained by this method has a large shrinkage stress in the orientation direction of the reinforcing fiber with a larger coefficient of thermal expansion, and a smaller shrinkage stress in the orientation direction of the reinforcing fiber with a smaller coefficient of thermal expansion,
It is possible to self-curl so that the orientation direction of the reinforcing fiber having a large coefficient of thermal expansion is the axial direction of the curled material.
また、一般に、自己カール性シートを製造する場合に、
シートの上面と下面の冷却速度を変化させることによ
り、その自己カール性の強さを大きくすることができ
る。Also, in general, when producing a self-curling sheet,
By changing the cooling rate of the upper surface and the lower surface of the sheet, it is possible to increase the strength of the self-curling property.
本発明に用いる自己カール性を有する繊維強化樹脂シー
トの製造は、前記した方法を適当に組合せて実施するこ
とができる。また、前記で示した自己カール性付与原理
を用いることにより、種々の層構成の補強繊維を含む自
己カール性繊維強化樹脂シート、例えば、UD繊維と織布
からなる繊維で強化された樹脂シート等を得ることがで
きる。The fiber-reinforced resin sheet having a self-curling property used in the present invention can be produced by appropriately combining the above-mentioned methods. Further, by using the self-curling property imparting principle described above, a self-curling fiber-reinforced resin sheet containing reinforcing fibers of various layer constitutions, for example, a resin sheet reinforced with fibers composed of UD fibers and woven fabric, etc. Can be obtained.
本発明で用いる好ましい自己カール性繊維強化樹脂シー
トは、自己カール性曲率Rが所望する樹脂等の曲率の2
倍以下、好ましくは1.5倍以下のものである。即ち、R
≦2/X、好ましくはR≦1.5/Xであり、Y≧1/2・X、好
ましくはY≧1/1.5・Xである。The preferred self-curling fiber-reinforced resin sheet used in the present invention has a self-curling curvature R of 2 or more of the desired curvature of the resin or the like.
It is not more than twice, preferably not more than 1.5 times. That is, R
≦ 2 / X, preferably R ≦ 1.5 / X, and Y ≧ 1/2 · X, preferably Y ≧ 1 / 1.5 · X.
本発明の樹脂管の製造は、熱硬化性樹脂プリプレグシー
トを用いて樹脂管を得るのに用いられている従来公知の
シートワインディング法に準じて実施することができ
る。即ち、原料シートとして、前記した自己カール性繊
維強化樹脂シートをマンドレル上に巻成し、一体の管状
体に熱成形した後、マンドレルを除去することにより所
望の樹脂管を得ることができる。マンドレルに巻成する
原料シートの巻回数は1回であっても複数回であっても
よく、所望する管の肉厚に応じて決める。マンドレルに
巻成した原料シートの巻成物は、テーピング等で適当に
固定する。熱成形温度は樹脂が軟化もしくは溶融する温
度である。巻成物の固定及び熱成形には金型を用いるこ
ともできる。The resin pipe of the present invention can be manufactured according to a conventionally known sheet winding method used for obtaining a resin pipe using a thermosetting resin prepreg sheet. That is, a desired resin tube can be obtained by winding the above-mentioned self-curling fiber reinforced resin sheet as a raw material sheet on a mandrel, thermoforming it into an integral tubular body, and then removing the mandrel. The raw material sheet wound around the mandrel may be wound once or plural times, and is determined according to the desired wall thickness of the tube. The raw material sheet wound on the mandrel is appropriately fixed by taping or the like. The thermoforming temperature is the temperature at which the resin softens or melts. A mold can also be used for fixing the rolled material and thermoforming.
また、原料シートの自己カール性曲率は、原料シートを
所望の自己カール性曲率が得られるように外力を加えて
カールさせ、この状態で熱処理することにより調節する
ことができる。例えば、自己カール性シートをその自己
カール性曲率よりも大きい曲率のマンドレルに巻成固定
化した後、樹脂の軟化温度で熱処理することにより、自
己カール性曲率のさらに大きくなった自己カール性シー
トを得ることができる。そして、このような自己カール
性曲率の大きくなったシートは、これをそれよりもさら
に大きな曲率のマンドレルに巻成することができる。こ
のようにして、自己カール性曲率を段階的に大きくする
ことにより、極細の樹脂管製造に適した自己カール性シ
ートを得ることができる。Further, the self-curling curvature of the raw material sheet can be adjusted by applying an external force to the raw material sheet so as to curl the raw material sheet so as to obtain a desired self-curling curvature, and performing heat treatment in this state. For example, a self-curl sheet having a larger self-curl curvature can be obtained by winding and fixing the self-curl sheet on a mandrel having a curvature larger than the self-curl curvature, and then heat-treating the resin at the softening temperature of the resin. Obtainable. The sheet having such a large self-curl curvature can be wound on a mandrel having a larger curvature than that. In this way, by gradually increasing the self-curling curvature, it is possible to obtain a self-curling sheet suitable for manufacturing an extremely fine resin tube.
本発明において、肉厚の樹脂管を得るには、巻成シート
の長さを大きくし、マンドレルへの巻回数を増加させる
か、又は長さの短い多数のシートをマンドレルへ次々に
多数回巻成すればよい。In the present invention, in order to obtain a thick resin tube, the length of the wound sheet is increased to increase the number of windings on the mandrel, or a large number of short sheets are wound on the mandrel many times one after another. You can do it.
また、前記のようにして得た熱可塑性樹脂管の外面に、
補強繊維で強化された硬化樹脂層を形成させて、熱可塑
性樹脂と硬化樹脂からなる複合樹脂管とすることもでき
る。この場合、補強繊維で強化された硬化樹脂層は、前
記樹脂管の表面に、繊維強化熱硬化性樹脂層を形成し、
これを加熱することにより形成される。この加熱条件と
しては、熱可塑性樹脂が溶融しない条件の使用が好まし
く、通常は、樹脂管を構成する熱可塑性樹脂の融点以下
の温度が用いられる。樹脂管上に繊維強化熱硬化性樹脂
層を形成させる方法としては、従来公知のプリプレグシ
ートワインディング法や、フィラメントワインディング
法等が用いられる。Further, on the outer surface of the thermoplastic resin tube obtained as described above,
It is also possible to form a cured resin layer reinforced with reinforcing fibers to form a composite resin tube made of a thermoplastic resin and a cured resin. In this case, the cured resin layer reinforced with reinforcing fibers, on the surface of the resin tube, to form a fiber reinforced thermosetting resin layer,
It is formed by heating this. As this heating condition, it is preferable to use a condition in which the thermoplastic resin does not melt, and a temperature below the melting point of the thermoplastic resin forming the resin pipe is usually used. As a method of forming the fiber-reinforced thermosetting resin layer on the resin tube, a conventionally known prepreg sheet winding method, a filament winding method, or the like is used.
さらに、本発明においては、繊維強化熱硬化性樹脂管の
内面に、補強繊維で強化された硬化樹脂層又は金属層を
形成することができる。補強繊維で強化された硬化樹脂
層を内面に有する樹脂管は、プリプレグシートワインデ
ィング法や、フィラメントワインディング法等の従来公
知の方法に従って形成した繊維強化硬化樹脂管上に、補
強繊維で強化された自己カール性熱可塑性樹脂シート
を、その自己カール性を利用して巻成し、一体の管状体
に熱成形することによって製造される。また、内面に金
属層を有する樹脂管は、金属管上に、補強繊維で強化さ
れた自己カール性熱可塑性樹脂シートを、その自己カー
ル性を利用して巻成し、一体の管状体に熱成形すること
によって製造することができる。Furthermore, in the present invention, a cured resin layer or a metal layer reinforced with reinforcing fibers can be formed on the inner surface of the fiber-reinforced thermosetting resin pipe. A resin tube having a cured resin layer reinforced with reinforcing fibers on its inner surface is a self-reinforced resin tube reinforced with reinforcing fibers on a fiber-reinforced cured resin tube formed according to a conventionally known method such as a prepreg sheet winding method or a filament winding method. It is manufactured by winding a curling thermoplastic resin sheet by utilizing its self-curling property and thermoforming it into an integral tubular body. In addition, a resin tube having a metal layer on the inner surface is formed by winding a self-curling thermoplastic resin sheet reinforced with reinforcing fibers on the metal tube by utilizing its self-curling property to form a single tubular body. It can be manufactured by molding.
前記硬化樹脂層を与える熱硬化性樹脂としては、エポキ
シ樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、
ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられる。As the thermosetting resin that gives the cured resin layer, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin,
Examples thereof include bismaleimide-triazine resin.
本発明による樹脂管の製造においては、その成形用シー
トが自己カール性のものであるため、成形用シートを加
熱軟化させる必要はなく、かつクラック等の不都合を生
じさせることもなく、マンドレル上に容易に巻成させる
ことができる。自己カール性のない成形用シートは、加
熱軟化させない限りマンドレルに巻成することが困難で
あり、無理に力を加えて巻成しようとするとクラックが
生じてしまうが、本発明の場合はこのような不都合は生
じない。In the production of the resin pipe according to the present invention, since the molding sheet is self-curling, there is no need to heat and soften the molding sheet, and without causing inconvenience such as cracks, on the mandrel. It can be easily wound. A molding sheet having no self-curling property is difficult to wind on a mandrel unless it is softened by heating, and cracks occur when it is forcibly applied to wind, but in the case of the present invention, No inconvenience occurs.
本発明により樹脂管を製造する場合、所望する樹脂管の
曲率半径をXとすると、成形用シートとしては、自己カ
ール性曲率半径Yが、Y≦5X、好ましくはY≦4Xの関係
を示すものの使用が好ましい。このような関係にある自
己カール性シートは所望半径がXのマンドレルに容易に
巻成することができる。In the case of producing a resin pipe according to the present invention, when the desired radius of curvature of the resin pipe is X, the self-curling radius of curvature Y of the forming sheet has a relationship of Y ≦ 5X, preferably Y ≦ 4X. Use is preferred. The self-curling sheet having such a relationship can be easily wound around a mandrel having a desired radius X.
(発明の効果) 本発明によれば、成形用シートとして、自己カール性を
有する繊維強化熱可塑性樹脂シートを用いたことから、
マンドレルに対する巻成を容易に行うことができ、従来
のシートワインディング技術に従って、繊維強化熱可塑
性樹脂管を容易に製造することができる。本発明では、
内径2mm以上の樹脂管をクラックを生じることなく、経
済的に製造することができる。また、マンドレルの形状
に応じて、円筒状の他、円錐状等の管状体を容易に得る
ことができる。(Effect of the invention) According to the present invention, since the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having self-curl property is used as the molding sheet,
The mandrel can be easily wound, and the fiber-reinforced thermoplastic resin tube can be easily manufactured according to the conventional sheet winding technique. In the present invention,
A resin pipe having an inner diameter of 2 mm or more can be economically manufactured without causing cracks. Further, depending on the shape of the mandrel, it is possible to easily obtain a tubular body such as a conical shape as well as a cylindrical shape.
本発明によれば、熱可塑性樹脂としてポリエーテルイミ
ドやポリエーテルエーテルケトン等の耐熱性のものを用
いるとともに、補強繊維として炭素繊維等の高強度、高
弾性のものを用いることにより、耐熱性にすぐれた高強
度、高弾性の繊維強化熱可塑性樹脂管を容易に得ること
ができる。According to the present invention, a heat-resistant thermoplastic resin such as polyether imide or polyether ether ketone is used, and a high-strength, high-elasticity carbon fiber or the like is used as the reinforcing fiber to improve heat resistance. It is possible to easily obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin tube having excellent high strength and high elasticity.
(実施例) 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。(Example) Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
参考例 表−1に示した各種の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグ
シートから、基準辺に対する繊維配向方向が0、45、9
0、−45(度)となるように切断した縦横各100mmのプリ
プレグシートを用い、その二枚を基準辺を一致させて積
層し、表−2に示すプレス条件で熱圧着し、自己カール
性シートを製造した。このようにして得た自己カール性
シートのカール状物の内径についての曲率(自己カール
性曲率)及び曲率半径(自己カール性曲率半径)を表−
2に示す。Reference Example From various fiber reinforced thermoplastic resin prepreg sheets shown in Table-1, the fiber orientation direction with respect to the reference side is 0, 45, 9
Using vertical and horizontal 100 mm prepreg sheets cut to 0 and -45 (degrees), the two sheets were laminated with their reference sides aligned and thermocompression-bonded under the press conditions shown in Table-2. The sheet was manufactured. The curvature (self-curl curvature) and the radius of curvature (self-curl radius of curvature) of the thus obtained self-curl sheet curl-like object are shown in Table-
2 shows.
なお、表−2の積層構成の項における「0/90」は、繊維
配向方向が0度と90度のシートを積層熱圧着した積層シ
ートを示し、「45/−45」は、繊維配向方向が45度と−4
5度のシートを積層熱圧着したシートを示し、「0/45」
は、繊維配向方向が0度と45度のシートを積層熱圧着し
たシートを示す。In addition, "0/90" in the section of the laminated constitution of Table-2 shows a laminated sheet obtained by laminating and thermocompressing sheets having fiber orientation directions of 0 degree and 90 degrees, and "45 / -45" means the fiber orientation direction. Is 45 degrees and −4
"0/45" indicates a laminated thermo-compressed sheet of 5 degrees
Indicates a sheet obtained by laminating and thermocompressing sheets having fiber orientation directions of 0 degree and 45 degrees.
次に、カール状物の形状を第3図及び第4図に示す。第
3図は、繊維配向方向が0度のシートを内層として自己
カールさせた積層シート(0/90、0/45)の自己カール状
態図を示す。第4図は繊維配向方向が45度のシートを内
層として自己カールさせた積層シート(0/45、45/−4
5)の自己カール状態を示す。第3図及び第4図におい
て自己カール状物の内面シートの繊維の配向方向は、い
ずれもカール状物の軸方向と一致する。Next, the shape of the curled material is shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a self-curling state diagram of a laminated sheet (0/90, 0/45) which is self-curled with a sheet having a fiber orientation direction of 0 degree as an inner layer. Fig. 4 shows a self-curling laminated sheet (0/45, 45 / -4) with a sheet whose fiber orientation is 45 degrees as the inner layer.
5) Shows the self-curl state. In FIGS. 3 and 4, the orientation directions of the fibers of the inner surface sheet of the self-curled product are the same as the axial direction of the curled product.
実施例1 繊維体積含有率:60%、シート厚み:0.125mm、幅:520mm
×520mmのポリエーテルケトンをマトリックスとした一
方向引き揃え炭素繊維強化シートを二枚、各繊維方向が
直交するように積層して、ホットプレス成形機にて温
度:380℃、圧力:20kg/cm2で20分間保持した後、室温ま
で冷却し、厚み:0.25mm、内径:約60mmの管状体(自己
カール性曲率R=1/30mm-1)に自己カールした積層板を
得た。この自己カール状物は、第2図に示すように、外
表面部の繊維配向方向が周方向と一致し、内表面部の繊
維配向方向が軸方向と一致するものであった。このカー
ル状積層板を、その自己カール性を利用して直径:40mm
(曲率半径X=20mm)のマンドレルに外表面部の繊維配
向方向がマンドレルの軸方向に対して直交するように巻
き付け、その上にポリイミドフィルム(幅:25mm、厚さ:
25μm)でテーピングして固定した。これにブリーダー
としてガラスクロス(目付け:395g/m2、平織)を巻き付
け、さらにバギングフィルムで包みその内部を脱気して
真空にした。これを、加熱炉に入れ、温度:380℃で30分
間保持した後室温まで冷却した。次いで、外部のバギン
グフィルム、ブリーダー、ポリイミドフィルムを順次除
去し、マンドレルから取りはずして内径:40mm、外径:42
mm、長さ520mmの表面性の良好な繊維強化樹脂パイプ
(曲率半径X=20mm)を得た。 Example 1 Fiber volume content rate: 60%, sheet thickness: 0.125 mm, width: 520 mm
Two unidirectionally aligned carbon fiber reinforced sheets with a matrix of polyetherketone of 520 mm × 520 mm, laminated so that each fiber direction is orthogonal, temperature: 380 ℃, pressure: 20 kg / cm with a hot press molding machine After holding it at 2 for 20 minutes, it was cooled to room temperature to obtain a laminated sheet which was self-curled into a tubular body (self-curling curvature R = 1/30 mm −1 ) having a thickness of 0.25 mm and an inner diameter of about 60 mm. As shown in FIG. 2, in this self-curled material, the fiber orientation direction of the outer surface portion coincided with the circumferential direction, and the fiber orientation direction of the inner surface portion thereof coincided with the axial direction. This curled laminated plate has a diameter of 40 mm due to its self-curling property.
Wrap around a mandrel of (curvature radius X = 20 mm) so that the fiber orientation direction of the outer surface is orthogonal to the axial direction of the mandrel, and then a polyimide film (width: 25 mm, thickness:
It was fixed by taping with 25 μm). A glass cloth (basis weight: 395 g / m 2 , plain weave) was wound around this as a bleeder, wrapped with bagging film, and the inside was evacuated to create a vacuum. This was placed in a heating furnace, kept at a temperature of 380 ° C. for 30 minutes, and then cooled to room temperature. Next, the external bagging film, bleeder, and polyimide film were sequentially removed, and then removed from the mandrel to have an inner diameter of 40 mm and an outer diameter of 42.
A fiber reinforced resin pipe (curvature radius X = 20 mm) having a good surface property of mm and a length of 520 mm was obtained.
実施例2 ガラス繊維体積含有率:60%のポリエーテルイミド繊維
を横糸、ガラス繊維を縦糸に使用した厚み:0.07mm、幅:
520mm×520mmの混織布を二枚、ガラス繊維方向が直交す
るように積層して、ホットプレス成形機にて温度:260
℃、圧力:20kg/cm2で20分保持した後、室温まで冷却
し、厚み:0.14mm、内径:約80mmの管状体に自己カール
した積層板(R=1/40mm-1)を得た。この自己カール状
物は、第2図に示すように、外表面部の繊維配向が周方
向と一致し、内表面部の繊維配向が軸方向と一致するも
のであった。このカール状積層板をその自己カール性を
利用して、直径:40mmのマンドレル(X=20mm)に外表
面部の繊維配向方向がマンドレルの軸方向に対して直交
するように巻き付け、ポリイミドフィルム(幅:25mm、
厚さ:25μm)でテーピングして固定した。これにブリ
ーダーとしてガラスクロス(目付け:395g/m2、平織)を
巻き付け、さらにバギングフィルムで包みその内部を脱
気して真空にした。これを、加熱炉に入れ、温度:260℃
で30分保持した後室温まで冷却した。次いで、バキング
フィルム、ガラスクロス、ポリイミドフィルムを順次除
去しマンドレルから脱離して、内径:40mm、外径:41mm、
長さ:520mmの表面性の良好な繊維強化樹脂パイプ(X=
20mm)を得た。Example 2 Glass fiber volume content: 60% polyetherimide fiber was used for weft, glass fiber was used for warp Thickness: 0.07 mm, width:
Two pieces of 520 mm x 520 mm mixed woven fabric are laminated so that the glass fiber directions are orthogonal to each other, and the temperature is 260 using a hot press molding machine.
After holding it at 20 ° C for 20 minutes at a pressure of 20 kg / cm 2, it was cooled to room temperature to obtain a laminated sheet (R = 1/40 mm -1 ) which was self-curled into a tubular body having a thickness of 0.14 mm and an inner diameter of about 80 mm. . As shown in FIG. 2, in this self-curling material, the fiber orientation of the outer surface portion coincided with the circumferential direction, and the fiber orientation of the inner surface portion thereof coincided with the axial direction. Using this self-curling property, this curled laminated plate is wound around a mandrel (X = 20 mm) with a diameter of 40 mm so that the fiber orientation direction of the outer surface is orthogonal to the axial direction of the mandrel. Width: 25mm,
It was fixed by taping with a thickness of 25 μm). A glass cloth (basis weight: 395 g / m 2 , plain weave) was wound around this as a bleeder, wrapped with bagging film, and the inside was evacuated to create a vacuum. Put this in the heating furnace, temperature: 260 ℃
After holding for 30 minutes at room temperature, it was cooled to room temperature. Then, the backing film, the glass cloth, the polyimide film is sequentially removed and detached from the mandrel, inner diameter: 40 mm, outer diameter: 41 mm,
Length: 520 mm fiber reinforced resin pipe with good surface property (X =
20mm) was obtained.
実施例3 実施例1において、バキングフィルムを用いない以外は
同様にして実験を行なった。この場合にも、内径:40m
m、外径:42mm、長さ:520mmの表面性の良好な繊維強化樹
脂パイプ(X=20mm)を得た。Example 3 An experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the backing film was not used. Also in this case, inner diameter: 40 m
A fiber-reinforced resin pipe (X = 20 mm) having a good surface property of m, outer diameter: 42 mm, length: 520 mm was obtained.
実施例4 繊維体積含有率:60%、シート厚み:0.125mmのポリエー
テルエーテルケトンをマトリックスとした一方向引き揃
え炭素繊維強化シートを二枚、繊維方向が35゜と0゜と
なるように積層して、ホットプレス成形機にて温度:380
℃、圧力:20kg/cm2の条件で20分保持した後、室温まで
冷却し、厚み:0.25mm、内径:約100mmの管状体に自己カ
ールした積層板(R=1/50mm-1)を得た。この自己カー
ル状物は、表面部の繊維配向方向が周方向に対して、55
度の角度をなすものであった。このカール状積層板を、
直径25mmのマンドレル(X=12.5mm)に外表面部の繊維
方向がマンドレルの軸方向に対して35度になるように巻
き付け、ポリイミドフィルム(幅:25mm、厚さ:25μm)
でテーピングして固定した。これを、加熱炉に入れ、温
度:380℃で30分保持した後室温まで冷却した。外部のポ
リミドフィルムを除去し、マンドレルからはずして、内
径:25mm、外径:26mmの表面性の良好なスパイラル積層状
のパイプ(X=12.5mm)を得た。Example 4 Two unidirectionally aligned and aligned carbon fiber reinforced sheets with a matrix of polyether ether ketone having a fiber volume content of 60% and a sheet thickness of 0.125 mm, laminated so that the fiber directions are 35 ° and 0 °. Then, with a hot press molding machine, temperature: 380
After holding for 20 minutes under the conditions of ℃, pressure: 20 kg / cm 2 , cool it to room temperature and put a self-curling laminated plate (R = 1/50 mm -1 ) on a tubular body with a thickness of 0.25 mm and an inner diameter of about 100 mm. Obtained. In this self-curling material, the fiber orientation direction of the surface part is 55
It was an angle of degree. This curled laminated board,
Wound on a mandrel (X = 12.5 mm) with a diameter of 25 mm so that the fiber direction of the outer surface is 35 degrees to the axial direction of the mandrel, and a polyimide film (width: 25 mm, thickness: 25 μm)
It was fixed by taping with. This was placed in a heating furnace, kept at a temperature of 380 ° C. for 30 minutes, and then cooled to room temperature. The outer polyimide film was removed and removed from the mandrel to obtain a spiral laminated pipe (X = 12.5 mm) having an inner diameter of 25 mm and an outer diameter of 26 mm and good surface properties.
実施例5 繊維体積含有率:60%、シート厚み:0.125mm、幅:500m
m、シート長さ(炭素繊維方向の長さ):520mmのポリエ
ーテルエーテルケトンをマトリックスとした一方向引き
揃え炭素繊維強化シートと、繊維含有率:62%、目付け
重量:295g/m2の炭素繊維とポリエーテルエーテルケトン
繊維の混紡繊維からなる幅:500mm、長さ:520mm(織布を
構成する縦横の混紡繊維の方向はそれぞれ幅方向を長さ
方向とに一致している)の織布を積層して、ホットプレ
ス成形機にて温度:380℃、圧力:20kg/cm2で20分保持し
た後、室温まで冷却し、厚み:0.25mm、内径:約100mmの
管状体に自己カールした積層板(R=1/50mm-1)を得
た。このカール状積層板を、直径:25mmのマンドレル
(X=12.5mm)に外表面部の繊維配向方向がマンドレル
の軸方向に対して直交するように巻き付け、ポリイミド
フィルム(幅:25mm、厚さ:25μm)でテーピングして固
定した。これを加熱炉に入れ、温度:380℃で30分保持し
た後室温まで冷却した。次いで、外側のポリイミドフィ
ルムを除去し、マンドレルからはずして、内径:25mm、
外径:28mm、長さ:520mmの表面性の良好なパイプ(X=1
2.5mm)を得た。Example 5 Fiber volume content: 60%, sheet thickness: 0.125 mm, width: 500 m
m, sheet length (length in the carbon fiber direction): unidirectionally aligned carbon fiber reinforced sheet with 520 mm polyether ether ketone matrix, fiber content rate: 62%, basis weight: 295 g / m 2 carbon Woven fabric consisting of mixed fibers of fibers and polyetheretherketone fibers: width: 500 mm, length: 520 mm (the lengthwise and transverse mixed fibers of the woven fabric are oriented in the width direction and the length direction) After being laminated for 20 minutes at a temperature of 380 ° C. and a pressure of 20 kg / cm 2 with a hot press molding machine, it was cooled to room temperature and self-curled into a tubular body having a thickness of 0.25 mm and an inner diameter of about 100 mm. A laminated plate (R = 1/50 mm −1 ) was obtained. This curled laminated plate was wound around a mandrel (X = 12.5 mm) with a diameter of 25 mm so that the fiber orientation direction of the outer surface was perpendicular to the axial direction of the mandrel, and a polyimide film (width: 25 mm, thickness: It was fixed by taping with 25 μm). This was placed in a heating furnace, kept at a temperature of 380 ° C. for 30 minutes, and then cooled to room temperature. Then, remove the outer polyimide film, remove from the mandrel, inner diameter: 25 mm,
Outer diameter: 28 mm, length: 520 mm pipe with good surface property (X = 1
2.5 mm) was obtained.
実施例6 繊維体積含有率:60%、シート厚み:0.125mm、幅:500m
m、シート長さ(炭素繊維方向の長さ):500mmのポリエ
ーテルエーテルケトンをマトリックスとした一方向引き
揃え炭素繊維強化シートと、繊維含有率:62%、目付け
重量:300g/m2、幅:500mm、長さ:500mmの炭素繊維を横
糸、ポリエーテルエーテルケトン繊維を縦糸に使用した
混紡織布とを、それぞれの炭素繊維方向が直交するよう
に積層して、ホットプレス成形機にて温度:380℃、圧
力:20kg/cm2で20分保持した後、室温まで冷却し、厚み:
0.25mm、内径:約100mmの管状体に自己カールした積層
板(R=1/50mm-1)を得た。このカール状積層板を、直
径:25mmのマンドレル(X=12.5mm)に外表面部の繊維
方向がマンドレルの軸方向に対して直交するように巻き
付け、ポリイミドフィルム(幅:25mm、厚さ:25μm)で
テーピングして固定した。これを加熱炉に入れ、温度:3
80℃で30分間保持した後室温まで冷却した。次いで、外
側のポリイミドフィルムを除去して、内径:25mm、外径:
28mm、長さ500mmの表面性の良好なパイプ(X=12.5m
m)を得た。Example 6 Fiber volume content: 60%, sheet thickness: 0.125 mm, width: 500 m
m, sheet length (length in carbon fiber direction): unidirectionally aligned carbon fiber reinforced sheet with 500 mm polyether ether ketone matrix, fiber content: 62%, basis weight: 300 g / m 2 , width : 500mm, length: 500mm carbon fiber weft, polyetheretherketone fiber is used as a warp yarn and a mixed-spun woven fabric are laminated so that the carbon fiber directions are orthogonal to each other, and the temperature is adjusted with a hot press molding machine. : Hold at 380 ℃, Pressure: 20kg / cm 2 for 20 minutes, then cool to room temperature and thickness:
A laminated plate (R = 1/50 mm −1 ) self-curling into a tubular body having a diameter of 0.25 mm and an inner diameter of about 100 mm was obtained. This curled laminated plate was wound around a mandrel (X = 12.5 mm) with a diameter of 25 mm so that the fiber direction of the outer surface was perpendicular to the axial direction of the mandrel, and a polyimide film (width: 25 mm, thickness: 25 μm) ) Taped and fixed. Put this in the heating furnace, temperature: 3
It was kept at 80 ° C for 30 minutes and then cooled to room temperature. Then, remove the outer polyimide film, inner diameter: 25 mm, outer diameter:
28mm, 500mm long pipe with good surface property (X = 12.5m
m) got.
実施例7 目付け重量:214g/m2の織組織が朱子織の炭素繊維からな
る織布と、ポリエーテルエーテルケトンシートを積層し
ホットプレス成形機にて温度:380℃、圧力:20kg/cm2で2
0分間保持した後、室温まで冷却し、厚み:0.25mm、内
径:100mmの管状体に自己カールした積層板(R=1/50mm
-1)を得た。このカール状積層板を、直径:25mmのマン
ドレル(X=12.5mm)にマンドレルに軸方向に対して炭
素繊維の打ち込み密度が少ない繊維方向が直交するよう
に巻き付け、ポリイミドフィルム(幅:25mm、厚さ:25μ
m)でテーピングして固定した。これを加熱炉に入れ、
温度:380℃で30分間保持した後室温まで冷却した。次い
で、外側のポリイミドフィルムを除去して、内径:25m
m、外径:28mmの表面性の良好なパイプ(X=12.5mm)を
得た。Example 7 A fabric having a basis weight of 214 g / m 2 and made of carbon fiber having a satin weave, and a polyetheretherketone sheet were laminated, and the temperature was 380 ° C. and the pressure was 20 kg / cm 2 by a hot press molding machine. In 2
After holding it for 0 minutes, it was cooled to room temperature and self-curled into a tubular body with a thickness of 0.25 mm and an inner diameter of 100 mm (R = 1/50 mm
-1 ) got. This curled laminated plate is wrapped around a mandrel (X = 12.5 mm) with a diameter of 25 mm so that the fiber direction with a low carbon fiber implantation density is orthogonal to the axial direction of the mandrel, and a polyimide film (width: 25 mm, thickness Length: 25μ
m) was taped and fixed. Put this in a heating furnace,
Temperature: kept at 380 ° C. for 30 minutes and then cooled to room temperature. Then, remove the outer polyimide film, the inner diameter: 25m
A pipe (X = 12.5 mm) having a good surface property with m and an outer diameter of 28 mm was obtained.
実施例8 繊維体積含有率:60%、シート厚み:0.125mmのポリエー
テルエーテルケトンをマトリクスとした一方向引き揃え
炭素繊維強化シートを幅150mm×長さ476mm寸法に切断
し、繊維が長手方向配列したシートと、繊維方向が短手
方向に配列したシートを得た。これらの2枚のシートを
繊維方向を直交させて積層し、実施例1の条件でホット
プレス成形し、内径約40mm、長さ150mm、巻回数約2.5回
の円筒状に自己カールしたシート(R=1/20mm-1)を得
た。Example 8 A unidirectionally aligned and aligned carbon fiber reinforced sheet using a polyether ether ketone matrix having a fiber volume content ratio of 60% and a sheet thickness of 0.125 mm was cut into a size of width 150 mm × length 476 mm, and the fibers were arranged in the longitudinal direction. And a sheet in which the fiber direction was arranged in the lateral direction. These two sheets were laminated with the fiber directions orthogonal to each other, hot-press molded under the conditions of Example 1, and self-curled into a cylindrical shape having an inner diameter of about 40 mm, a length of 150 mm and a winding number of about 2.5 (R = 1/20 mm -1 ) was obtained.
これを直径:60mmのマンドレル(X=30mm)に巻きポリ
イミドフィルムでテーピングして固定し、オートクレー
ブ中で4Kg/cm2、30分間保持した後、冷却し、オートク
レーブから取出し、ポリイミドフィルムを除去した。こ
れをマンドレルにとりつけた状態で外表面をセンタレス
研磨し外径寸法を出した後、その上にさらに前記円筒状
に自己カールしたシートを巻きつけ、前記と同様にし
て、テーピング、オートクレーブ操作を行うことにより
肉厚を厚くした。この操作を繰返して、肉厚4mmのPEEK/
CFパイプを得た。このパイプの上に炭素繊維で強化され
た熱硬化性エポキシ樹脂プリプレグシートを巻きつけ、
OPPフィルムでテープングし、加熱炉中で130℃、60分の
条件で硬化させ、冷却後テープを除去し、マンドレルか
ら取り外した。このようにして内径60mm、肉厚13mmの内
側が熱可塑性樹脂で外側が硬化樹脂で形成されたパイプ
(X=30mm)を得た。This was wound on a mandrel (X = 30 mm) having a diameter of 60 mm, fixed by taping with a polyimide film, held at 4 kg / cm 2 for 30 minutes in an autoclave, cooled, taken out from the autoclave, and the polyimide film was removed. With this attached to a mandrel, the outer surface is centerless-polished to measure the outer diameter, and the cylindrical self-curled sheet is further wound on it, and taping and autoclave operations are performed in the same manner as above. As a result, the wall thickness was increased. Repeating this operation, PEEK /
I got a CF pipe. Wrap a thermosetting epoxy resin prepreg sheet reinforced with carbon fiber on this pipe,
The tape was taped with an OPP film, cured at 130 ° C. for 60 minutes in a heating furnace, and after cooling, the tape was removed and removed from the mandrel. In this way, a pipe (X = 30 mm) having an inner diameter of 60 mm and a wall thickness of 13 mm formed of a thermoplastic resin on the inside and a cured resin on the outside was obtained.
実施例9 繊維体積含有率:60%、目付け重量:81g/m2、幅:580mm、
長さ:400mmの炭素繊維を横糸、ナイロン12繊維を縦糸に
使用した混紡織布の2枚を、それぞれの炭素繊維方向が
直交するように積層して、ホットプレス成形機にて温
度:260℃、圧力:20kg/cm2で20分間保持した後、室温ま
で冷却し、厚さ:0.1mm、内径:約80mmの管状体に自己カ
ールした積層板(R=1/40mm-1)を得た。このカール状
積層板5枚を、炭素繊維強化の耐熱性エポキシ樹脂パイ
プ(内径40mm、外径44mm、長さ400mmでマンドレルに固
定)(X=22mm)に巻き付け、ポリイミドフィルムでテ
ーピングして固定した。これをオートクレーブに入れ、
窒素雰囲気中、温度:260℃、圧力:3kg/cm2で20分間保持
した後、室温まで冷却し、オートクレーブより取り出し
てポリイミドフィルムを除去して、内径40mm、外径48m
m、長さ400mmの内層が硬化樹脂、外層が熱可塑性樹脂で
形成されたパイプ(X=22mm)を得た。Example 9 Fiber volume content: 60%, basis weight: 81 g / m 2 , width: 580 mm,
Length: 400 mm of carbon fiber is used as a weft yarn, nylon 12 fiber is used as a warp yarn, two pieces of a mixed woven fabric are laminated so that the carbon fiber directions are orthogonal to each other, and the temperature is 260 ° C with a hot press molding machine. After holding for 20 minutes at a pressure of 20 kg / cm 2, it was cooled to room temperature to obtain a laminated plate (R = 1/40 mm −1 ) which was self-curled into a tubular body having a thickness of 0.1 mm and an inner diameter of about 80 mm. . Five of these curled laminated plates were wrapped around a carbon fiber reinforced heat-resistant epoxy resin pipe (inner diameter 40 mm, outer diameter 44 mm, length 400 mm fixed to mandrel) (X = 22 mm) and taped and fixed with a polyimide film. . Put this in the autoclave,
After maintaining it in a nitrogen atmosphere at a temperature of 260 ° C and a pressure of 3 kg / cm 2 for 20 minutes, cool it to room temperature, remove it from the autoclave to remove the polyimide film, and then set the inner diameter to 40 mm and outer diameter to 48 m
A pipe (X = 22 mm) having an inner layer of m and a length of 400 mm and having an inner layer made of a cured resin and an outer layer made of a thermoplastic resin was obtained.
【図面の簡単な説明】 第1図は自己カール性樹脂シートの断面構造図、第2図
はそのカール状物の説明断面図を示す。第3図及び第4
図は参考例で得られた自己カール性シートのカール状態
図を示す。 1……自己カール性シート、2……熱可塑性樹脂、 3,4……補強繊維、5……第1補強繊維層、6……第2
補強繊維層。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional structural view of a self-curling resin sheet, and FIG. 2 is an explanatory sectional view of the curled product. 3 and 4
The figure shows the curl state diagram of the self-curling sheet obtained in the reference example. 1 ... Self-curling sheet, 2 ... Thermoplastic resin, 3,4 ... Reinforcing fiber, 5 ... First reinforcing fiber layer, 6 ... Second
Reinforcing fiber layer.
Claims (9)
るための成形用シートであって、該成形用シートは、そ
のシートの上面部と下面部との内部収縮応力の差異によ
る自己カール性を有する補強繊維強化熱可塑性樹脂シー
トからなり、式 (式中、Xは目的とする樹脂管の曲率半径を意味し、R
は自己カール性曲率を示し、前記シートが自己カールし
たときのカール状物の曲率を意味する) を満足する自己カール性曲率Rを有することを特徴とす
る成形用シート。1. A molding sheet for obtaining a thermoplastic resin tube reinforced with reinforcing fibers, wherein the molding sheet is self-curling due to a difference in internal shrinkage stress between an upper surface portion and a lower surface portion of the sheet. Made of reinforced fiber reinforced thermoplastic resin sheet with (In the formula, X means the radius of curvature of the target resin pipe, and R
Shows a self-curling curvature, which means a curvature of a curled material when the sheet is self-curled).
の配向方向と交差するように配置された平行に整列され
た補強繊維によって強化されている請求項1の成形用シ
ート。2. The molding sheet according to claim 1, which is reinforced by reinforcing fibers arranged in parallel and reinforcing fibers arranged in parallel so as to intersect the orientation direction of the reinforcing fibers.
脂シートの積層体からなり、最上層を形成するシートの
補強繊維の配向方向と、最下層を形成するシートの補強
繊維の配向方向とが交差している請求項1の成形用シー
ト。3. A laminate comprising at least two reinforcing fiber reinforced thermoplastic resin sheets, wherein the orientation direction of the reinforcing fibers of the sheet forming the uppermost layer and the orientation direction of the reinforcing fibers of the sheet forming the lowermost layer are The molding sheet according to claim 1, which intersects.
方向と最下層を形成するシートの補強繊維の配向方向と
の交差角度が90度である請求項3の成形用シート。4. The molding sheet according to claim 3, wherein the crossing angle between the orientation direction of the reinforcing fibers of the sheet forming the uppermost layer and the orientation direction of the reinforcing fibers of the sheet forming the lowermost layer is 90 degrees.
織物により強化された請求項1の成形用シート。5. The molding sheet according to claim 1, which is reinforced by a reinforcing fiber woven fabric having different warp yarn and weft yarn driving densities.
脂シートを積層し、熱圧着した後、その積層熱圧着体の
上面と下面の冷却速度を変えて冷却することによって形
成された請求項1の成形用シート。6. A laminate formed by laminating at least two reinforcing fiber reinforced thermoplastic resin sheets, thermocompressing them, and then cooling the laminated thermocompression bonded bodies by changing the cooling rate of the upper surface and the lower surface. Molding sheet.
用いて得られる補強繊維で強化された熱可塑性樹脂管。7. A thermoplastic resin tube reinforced with reinforcing fibers, which is obtained by using the molding sheet according to claim 1.
その自己カール性を利用して曲率半径Xのマンドレルに
巻成し、一体の管状体に熱成形した後、マンドレルから
取りはずすことを特徴とする補強繊維で強化された熱可
塑性樹脂管の製造方法。8. A sheet for molding according to any one of claims 1 to 6 is wound around a mandrel having a radius of curvature X by utilizing its self-curling property, thermoformed into an integral tubular body, and then removed from the mandrel. A method for producing a thermoplastic resin tube reinforced with a reinforcing fiber, comprising:
を、その自己カール性を利用して硬化樹脂管又は金属管
に巻成し、一体の管状体に熱成形することを特徴とする
補強繊維で強化された熱可塑性樹脂管の製造方法。9. The molding sheet according to claim 1 is wound around a cured resin pipe or a metal pipe by utilizing its self-curling property, and thermoformed into an integral tubular body. For producing a thermoplastic resin tube reinforced with reinforcing fibers for controlling.
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JP1289384A JPH0725142B2 (en) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | Self-curling fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, resin tube made of the same, and method for manufacturing resin tube |
Applications Claiming Priority (1)
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JP1289384A JPH0725142B2 (en) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | Self-curling fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, resin tube made of the same, and method for manufacturing resin tube |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH03150135A JPH03150135A (en) | 1991-06-26 |
JPH0725142B2 true JPH0725142B2 (en) | 1995-03-22 |
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JP1289384A Expired - Lifetime JPH0725142B2 (en) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | Self-curling fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, resin tube made of the same, and method for manufacturing resin tube |
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JP (1) | JPH0725142B2 (en) |
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JPS5577529A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Method of producing complex pipe |
DE3243021C2 (en) * | 1982-11-20 | 1985-09-26 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Composite material and its use |
JPS641525A (en) * | 1987-03-20 | 1989-01-05 | Somar Corp | Preparation of elastic protective cover |
-
1989
- 1989-11-06 JP JP1289384A patent/JPH0725142B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH03150135A (en) | 1991-06-26 |
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