JPH0742055A - 繊維強化プラスチックの製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチックの製造方法Info
- Publication number
- JPH0742055A JPH0742055A JP20363293A JP20363293A JPH0742055A JP H0742055 A JPH0742055 A JP H0742055A JP 20363293 A JP20363293 A JP 20363293A JP 20363293 A JP20363293 A JP 20363293A JP H0742055 A JPH0742055 A JP H0742055A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composition
- fiber
- mandrel
- reinforced plastic
- synthetic resin
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- Pending
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- Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】所定寸法、形状の繊維強化プラスチックを簡単
に製造し得るようにする。 【構成】合成樹脂素材を含浸する繊維束Ｓを組成素材と
して用い、組成点20の直前又は後に加熱手段及び加圧手
段３を組み込んだ組成装置によって組成する過程で成形
を行う。
に製造し得るようにする。 【構成】合成樹脂素材を含浸する繊維束Ｓを組成素材と
して用い、組成点20の直前又は後に加熱手段及び加圧手
段３を組み込んだ組成装置によって組成する過程で成形
を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、組物構造体を芯材に
用いるＦＲＰ（熱硬化性樹脂を用いる）、ＦＲＴＰ（熱
可塑性樹脂を用いる）等の繊維強化プラスチックの製造
方法に関するものである。
用いるＦＲＰ（熱硬化性樹脂を用いる）、ＦＲＴＰ（熱
可塑性樹脂を用いる）等の繊維強化プラスチックの製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックと繊維の長所を生かした繊
維強化プラスチックは、各方面に広く用いられており、
最近では超高層ビルのコンクリート用鉄筋の代替品とし
て、アラミド繊維強化エポキシの棒が用いられる等その
利用分野が広範に及んでおり、特に宇宙産業への進出は
めまぐるしいものがある。しかしながら、その成形にい
たっては、組成装置から取り上げた組物構造体を別途成
形工程で行っているのが現状である。
維強化プラスチックは、各方面に広く用いられており、
最近では超高層ビルのコンクリート用鉄筋の代替品とし
て、アラミド繊維強化エポキシの棒が用いられる等その
利用分野が広範に及んでおり、特に宇宙産業への進出は
めまぐるしいものがある。しかしながら、その成形にい
たっては、組成装置から取り上げた組物構造体を別途成
形工程で行っているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】繊維強化プラスチック
における従来の成形は、組成工程と分離して行っている
ので、手間と時間がかかることが大きな問題となってい
る。また、組物構造体は繊維束が組物構造体の長さ方向
に対して斜め方向に走っているので、長さ方向にかかる
力により極めて変形しやく、例えば、組物構造体を長さ
方向に引っ張ると３割程度も長さが増し、その分太さが
減少し、変形もする。従って、一旦巻取ってしまうと、
成形時に所定の長さ、太さ、形状を再現することが困難
である。
における従来の成形は、組成工程と分離して行っている
ので、手間と時間がかかることが大きな問題となってい
る。また、組物構造体は繊維束が組物構造体の長さ方向
に対して斜め方向に走っているので、長さ方向にかかる
力により極めて変形しやく、例えば、組物構造体を長さ
方向に引っ張ると３割程度も長さが増し、その分太さが
減少し、変形もする。従って、一旦巻取ってしまうと、
成形時に所定の長さ、太さ、形状を再現することが困難
である。
【０００４】この発明は、所定寸法、形状の繊維強化プ
ラスチックを簡単に製造し得るようにすることを目的と
している。
ラスチックを簡単に製造し得るようにすることを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の繊維強化プラスチックの製造方法は、合
成樹脂素材を含浸する繊維束を組成素材として用い、組
成点の直前又は後に加熱手段及び加圧手段を組み込んだ
組成装置によって組成する過程で成形を行うものであ
る。
に、この発明の繊維強化プラスチックの製造方法は、合
成樹脂素材を含浸する繊維束を組成素材として用い、組
成点の直前又は後に加熱手段及び加圧手段を組み込んだ
組成装置によって組成する過程で成形を行うものであ
る。
【０００６】
【作用】上記のように構成された繊維強化プラスチック
の製造方法においては、加熱手段及び加圧手段によって
繊維束と共に合成樹脂素材が溶融温度又は反応温度に加
熱されると共に加圧され、組成状態で徐々に冷却されて
硬化する。
の製造方法においては、加熱手段及び加圧手段によって
繊維束と共に合成樹脂素材が溶融温度又は反応温度に加
熱されると共に加圧され、組成状態で徐々に冷却されて
硬化する。
【０００７】
【実施例】この繊維強化プラスチックの製造方法は、合
成樹脂素材を含浸した糸条、紐、繊維束等（以下、単に
繊維束という）を組成素材として採用し、成形装置を組
み込んだ組成装置によって組成するものである。先ず、
図１及び図３を参照し、分岐部を有する、例えば、Ｔ字
状又は十字状の筒状組物構造体を芯材に用いる繊維強化
プラスチックの製造方法について、組成装置、成形装
置、組成素材の順に説明する。
成樹脂素材を含浸した糸条、紐、繊維束等（以下、単に
繊維束という）を組成素材として採用し、成形装置を組
み込んだ組成装置によって組成するものである。先ず、
図１及び図３を参照し、分岐部を有する、例えば、Ｔ字
状又は十字状の筒状組物構造体を芯材に用いる繊維強化
プラスチックの製造方法について、組成装置、成形装
置、組成素材の順に説明する。
【０００８】このＴ字型の筒状組物構造体の組成装置
は、ボビン・キャリア７に装着のボビン８上端より上方
に環状ガイド９を有する丸打組紐機１０と、その中央上
方位置でＴ字又は十字状のマンドレル１の端を支持し、
支持したマンドレル１をその中心点の回りに回転させ得
ると共に上下方向にも移動させ得るハンドラー１１とよ
りなるものである。
は、ボビン・キャリア７に装着のボビン８上端より上方
に環状ガイド９を有する丸打組紐機１０と、その中央上
方位置でＴ字又は十字状のマンドレル１の端を支持し、
支持したマンドレル１をその中心点の回りに回転させ得
ると共に上下方向にも移動させ得るハンドラー１１とよ
りなるものである。
【０００９】丸打組紐機１０は、ディスク１２に形成し
た環状軌道１３に沿って、複数組のボビン・キャリア７
が左回り又は右回りに交錯走行することによって、組成
が行われる。それぞれのボビン・キャリア７に装着の各
ボビン８から繰り出される繊維束Ｓは、環状軌道１３の
中心部上方に位置し、上昇又は下降するマンドレル１上
で組み合わされて組物となる。なお、ボビン・キャリア
７は、ディスクの下部に存在する駆動ギヤーによって送
られる。
た環状軌道１３に沿って、複数組のボビン・キャリア７
が左回り又は右回りに交錯走行することによって、組成
が行われる。それぞれのボビン・キャリア７に装着の各
ボビン８から繰り出される繊維束Ｓは、環状軌道１３の
中心部上方に位置し、上昇又は下降するマンドレル１上
で組み合わされて組物となる。なお、ボビン・キャリア
７は、ディスクの下部に存在する駆動ギヤーによって送
られる。
【００１０】ここで用いるマンドレル１は、円筒をＴ字
状に接合した形状のＴ字形マンドレルである。このマン
ドレル１はプラスチック等の軽い素材でできている。
状に接合した形状のＴ字形マンドレルである。このマン
ドレル１はプラスチック等の軽い素材でできている。
【００１１】環状ガイド９は、組成中の繊維束Ｓがマン
ドレル１の一部に接触して組成の障害とならないよう
に、繊維束Ｓを持ち上げるものである。
ドレル１の一部に接触して組成の障害とならないよう
に、繊維束Ｓを持ち上げるものである。
【００１２】ハンドラー１１は、ガイドフレーム１２に
昇降可能に支持された昇降ブロック１３に水平に配され
たシャフト１４に取付けられており、シャフト１４は昇
降ブロック１３に載置されたモーターＭ１によって正逆
又は逆転する。また、昇降ブロック１３、ハンドラー１
１は、ガイドフレーム１２に載置されたモーターＭ２に
よって上昇又は下降する。
昇降可能に支持された昇降ブロック１３に水平に配され
たシャフト１４に取付けられており、シャフト１４は昇
降ブロック１３に載置されたモーターＭ１によって正逆
又は逆転する。また、昇降ブロック１３、ハンドラー１
１は、ガイドフレーム１２に載置されたモーターＭ２に
よって上昇又は下降する。
【００１３】マンドレル１は、その中心がシャフト１４
の軸心の延長線上に位置するようにしてある。
の軸心の延長線上に位置するようにしてある。
【００１４】上記のように構成された筒型組物構造体の
組成装置においては、ハンドラー１１によってマンドレ
ル１が引上げられ又は引下げられ、あるいはそれに加え
て回転しながら組成が進められ、マンドレル１上に筒型
組物構造体が組成される。その際、マンドレル１のＴ字
又は十字状の組成対象位置の変更は、ハンドラー１１の
回転によってマンドレル１が中心点の回りに回転するこ
とによりなされる。
組成装置においては、ハンドラー１１によってマンドレ
ル１が引上げられ又は引下げられ、あるいはそれに加え
て回転しながら組成が進められ、マンドレル１上に筒型
組物構造体が組成される。その際、マンドレル１のＴ字
又は十字状の組成対象位置の変更は、ハンドラー１１の
回転によってマンドレル１が中心点の回りに回転するこ
とによりなされる。
【００１５】成形装置には、図１に示す環状のシーズヒ
ーター２が用いられる。シーズヒーター２の形状は、環
状以外の他の形状でもよいが、組成を円滑に行う点では
環状が最良である。
ーター２が用いられる。シーズヒーター２の形状は、環
状以外の他の形状でもよいが、組成を円滑に行う点では
環状が最良である。
【００１６】このシーズヒーター２は、ステンレススチ
ール製のパイプ内に電熱線を入れたものであり、組成中
の繊維束Ｓに張力を与えることにより繊維束を加圧しつ
つ効率よく加熱して強度低下、劣化の原因となるボイド
を除く役目を果たしている。また、シーズヒーター２
は、図示のように、マンドレル１の昇降経路に間隔を置
いて２つ設けられ、上方のものは、マンドレル１を上昇
させながら組成するときに、下方のものは、マンドレル
１を下降させながら組成するときに、それぞれ必要とな
る。その内径は、マンドレル１の昇降を妨げない程度の
ものである。更に、シーズヒーター２は、使用される合
成樹脂の溶融温度又は反応温度によって定まる一定温度
にフィードバック制御される。
ール製のパイプ内に電熱線を入れたものであり、組成中
の繊維束Ｓに張力を与えることにより繊維束を加圧しつ
つ効率よく加熱して強度低下、劣化の原因となるボイド
を除く役目を果たしている。また、シーズヒーター２
は、図示のように、マンドレル１の昇降経路に間隔を置
いて２つ設けられ、上方のものは、マンドレル１を上昇
させながら組成するときに、下方のものは、マンドレル
１を下降させながら組成するときに、それぞれ必要とな
る。その内径は、マンドレル１の昇降を妨げない程度の
ものである。更に、シーズヒーター２は、使用される合
成樹脂の溶融温度又は反応温度によって定まる一定温度
にフィードバック制御される。
【００１７】組成素材は、繊維素材としてガラス繊維、
炭素繊維又はアラミド繊維等が用いられ、マトリックス
（母材）樹脂として熱可塑性合成樹脂又は熱硬化性合成
樹脂が用いられる。
炭素繊維又はアラミド繊維等が用いられ、マトリックス
（母材）樹脂として熱可塑性合成樹脂又は熱硬化性合成
樹脂が用いられる。
【００１８】熱可塑性合成樹脂は、加熱すると塑性変形
可能となり、冷却すると可逆的に硬化する合成樹脂であ
る。代表的なものとして、ポリエチレン、ポリアミド、
ポリエステルがある。
可能となり、冷却すると可逆的に硬化する合成樹脂であ
る。代表的なものとして、ポリエチレン、ポリアミド、
ポリエステルがある。
【００１９】熱硬化性合成樹脂は、加熱による縮重合反
応によって鎖状高分子間に架橋反応が進み、３次元の構
造が形成され、不溶、不融状態となる合成樹脂である。
代表的なものとして、フェノール樹脂、メラミン樹脂、
エポキシ樹脂、アルキド樹脂等があるが、繊維強化プラ
スチックに用いるものとしては、エポキシ樹脂が主流で
ある。
応によって鎖状高分子間に架橋反応が進み、３次元の構
造が形成され、不溶、不融状態となる合成樹脂である。
代表的なものとして、フェノール樹脂、メラミン樹脂、
エポキシ樹脂、アルキド樹脂等があるが、繊維強化プラ
スチックに用いるものとしては、エポキシ樹脂が主流で
ある。
【００２０】合成樹脂素材を含浸した繊維束を組成素材
として採用し、上記シーズヒーター２をマンドレル１の
昇降経路に設けた組成装置によって組成すると、組成の
直前に樹脂素材が溶融温度又は反応温度に加熱され、マ
ンドレル１上に組成されたときには徐々に冷却されて硬
化する。
として採用し、上記シーズヒーター２をマンドレル１の
昇降経路に設けた組成装置によって組成すると、組成の
直前に樹脂素材が溶融温度又は反応温度に加熱され、マ
ンドレル１上に組成されたときには徐々に冷却されて硬
化する。
【００２１】次に、図２、図４を参照し、Ｈ型又はＩ型
断面の組物構造体を芯材に用いる強化プラスチックの製
造方法について、組成装置、成形装置、組成素材の順に
説明する。
断面の組物構造体を芯材に用いる強化プラスチックの製
造方法について、組成装置、成形装置、組成素材の順に
説明する。
【００２２】Ｈ型又はＩ型断面の組物構造体の組成装置
は、ボビン・キャリア駆動部１５と組物構造体引取り部
１６とよりなり、ボビン・キャリア駆動部１５のディス
ク１７に形成した環状軌道１８に沿って、複数組のボビ
ン・キャリア１９が左回り又は右回りに交錯走行するこ
とによって、組成が行われる。
は、ボビン・キャリア駆動部１５と組物構造体引取り部
１６とよりなり、ボビン・キャリア駆動部１５のディス
ク１７に形成した環状軌道１８に沿って、複数組のボビ
ン・キャリア１９が左回り又は右回りに交錯走行するこ
とによって、組成が行われる。
【００２３】それぞれのボビン・キャリア１９に装着の
各ボビンから繰り出される繊維束Ｓは、環状軌道１８の
中心部延長上に位置するボイス２０に導かれ、組物構造
体２１となる。ボビン・キャリア１９は、ディスク１７
の裏部に存在する駆動ギヤーによって送られる。組成さ
れた組物構造体２１は、組物構造体引取り部１６内の引
取りローラーによって順次引取られる。
各ボビンから繰り出される繊維束Ｓは、環状軌道１８の
中心部延長上に位置するボイス２０に導かれ、組物構造
体２１となる。ボビン・キャリア１９は、ディスク１７
の裏部に存在する駆動ギヤーによって送られる。組成さ
れた組物構造体２１は、組物構造体引取り部１６内の引
取りローラーによって順次引取られる。
【００２４】成形装置には、図２に示す電熱線を内蔵し
た２つの加熱ローラー３が用いられる。
た２つの加熱ローラー３が用いられる。
【００２５】各加熱ローラー３の表面には、Ｈ型又はＩ
型断面の組物構造体２１を挟持するに適した周方向の溝
３ａが形成されている。また、各ローラー３は、支軸５
により組成装置の組物構造体引取り部１６に回動可能に
支持された揺動腕４の一端に回転可能に支持されてい
る。そして、揺動腕４の他端と組物構造体引取り部１６
との間には、スプリング６が設けられており、各ローラ
ー３は、互いに接近するように付勢されている。更に、
各ローラー３は、使用される合成樹脂の溶融温度又は反
応温度によって定まる一定温度にフィードバック制御さ
れる。
型断面の組物構造体２１を挟持するに適した周方向の溝
３ａが形成されている。また、各ローラー３は、支軸５
により組成装置の組物構造体引取り部１６に回動可能に
支持された揺動腕４の一端に回転可能に支持されてい
る。そして、揺動腕４の他端と組物構造体引取り部１６
との間には、スプリング６が設けられており、各ローラ
ー３は、互いに接近するように付勢されている。更に、
各ローラー３は、使用される合成樹脂の溶融温度又は反
応温度によって定まる一定温度にフィードバック制御さ
れる。
【００２６】組成素材は、Ｔ字状又は十字状の筒状組物
構造体を組成する場合と全く変わらない。
構造体を組成する場合と全く変わらない。
【００２７】合成樹脂素材を含浸した繊維束を組成素材
として採用し、上記加熱ローラー３をボイス２０の下流
の組物構造体引取り部１６に設けた組成装置によって組
成すると、組成さた組物構造体２１が各加熱ローラー３
によって加圧されがら合成樹脂素材の溶融温度又は反応
温度に加熱され、加熱ローラー３を過ぎてから徐々に冷
却されて硬化する。
として採用し、上記加熱ローラー３をボイス２０の下流
の組物構造体引取り部１６に設けた組成装置によって組
成すると、組成さた組物構造体２１が各加熱ローラー３
によって加圧されがら合成樹脂素材の溶融温度又は反応
温度に加熱され、加熱ローラー３を過ぎてから徐々に冷
却されて硬化する。
【００２８】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。
れているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００２９】即ち、成形を組成過程で行うので、短時間
で簡単に所定寸法、形状の完成した組物構造体を得るこ
とができる。
で簡単に所定寸法、形状の完成した組物構造体を得るこ
とができる。
【図１】この発明の繊維強化プラスチックの製造に用い
られるシーズヒーターの組成装置上の設置位置を示す斜
視図である。
られるシーズヒーターの組成装置上の設置位置を示す斜
視図である。
【図２】この発明の繊維強化プラスチックの製造に用い
られる加熱ローラーの組成装置上の設置位置を示す斜視
図である。
られる加熱ローラーの組成装置上の設置位置を示す斜視
図である。
【図３】Ｔ字状又は十字状の筒状組物構造体製造用の組
成装置の斜視図である。
成装置の斜視図である。
【図４】Ｈ型又はＩ型断面の組物構造体製造用の組成装
置の斜視図である。
置の斜視図である。
１ マンドレル ２ シーズヒーター ３ 加熱ローラー ４ 揺動腕 ５ スプリング ２０ ボイス Ｓ 合成樹脂素材を含浸した繊維束
Claims (1)
- 【請求項１】合成樹脂素材を含浸する繊維束を組成素材
として用い、組成点の直前又は後に加熱手段及び加圧手
段を組み込んだ組成装置によって組成する過程で成形を
行う繊維強化プラスチックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20363293A JPH0742055A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 繊維強化プラスチックの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20363293A JPH0742055A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 繊維強化プラスチックの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0742055A true JPH0742055A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16477266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20363293A Pending JPH0742055A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 繊維強化プラスチックの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742055A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005031039A1 (de) * | 2005-07-02 | 2007-01-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Flechtverfahren und -vorrichtung |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP20363293A patent/JPH0742055A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005031039A1 (de) * | 2005-07-02 | 2007-01-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Flechtverfahren und -vorrichtung |
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