JPH0790552B2 - 補強用管状プリフォーム材 - Google Patents
補強用管状プリフォーム材Info
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- JPH0790552B2 JPH0790552B2 JP3122790A JP12279091A JPH0790552B2 JP H0790552 B2 JPH0790552 B2 JP H0790552B2 JP 3122790 A JP3122790 A JP 3122790A JP 12279091 A JP12279091 A JP 12279091A JP H0790552 B2 JPH0790552 B2 JP H0790552B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、繊維強化プラスチッ
ク（ＦＲＰ）などの繊維強化複合材料を成形するときに
使用するプリフォーム材に関し、さらに詳しくは釣竿、
ゴルフシャフト、テニスラケットフレームや自転車フレ
ーム等を構成するＦＲＰ管状体を成形するに当たって好
適な補強用管状プリフォーム材に関する。
ク（ＦＲＰ）などの繊維強化複合材料を成形するときに
使用するプリフォーム材に関し、さらに詳しくは釣竿、
ゴルフシャフト、テニスラケットフレームや自転車フレ
ーム等を構成するＦＲＰ管状体を成形するに当たって好
適な補強用管状プリフォーム材に関する。
【０００２】
【従来の技術】釣竿、ゴルフシャフト、テニスラケット
フレームや自転車フレーム等を構成するＦＲＰ管状体を
成形するにあたって、棒状の発泡体、ゴム管や金属のマ
ンドレルなどの芯材を補強繊維からなる中空の丸打ち組
紐に挿入し、型にセットし、樹脂注入後圧力をかけて成
形することがよくある。
フレームや自転車フレーム等を構成するＦＲＰ管状体を
成形するにあたって、棒状の発泡体、ゴム管や金属のマ
ンドレルなどの芯材を補強繊維からなる中空の丸打ち組
紐に挿入し、型にセットし、樹脂注入後圧力をかけて成
形することがよくある。
【０００３】この成形において、通常の丸打ち組紐を用
いると、補強繊維糸が±α°のバイアス方向にしか配向
していないためＦＲＰ管状体の捩りの強度や剛性は大き
くなるが、管状体の長さ方向に補強繊維糸が配向してい
ないので曲げの強度や剛性が小さい。曲げに対する補強
として補強繊維織物を裁断し、補強繊維糸が管状体の長
さ方向に配向するように組紐に巻き付けることもある
が、織物の固定が難しく、ほぐれたりして成形時の作業
性が悪い。また、巻き付けた織物のラップ部で管状体の
表面が凸凹したり、部分的に繊維量の多い部分ができ、
均一な物性の管状体が得られないという問題があった。
いると、補強繊維糸が±α°のバイアス方向にしか配向
していないためＦＲＰ管状体の捩りの強度や剛性は大き
くなるが、管状体の長さ方向に補強繊維糸が配向してい
ないので曲げの強度や剛性が小さい。曲げに対する補強
として補強繊維織物を裁断し、補強繊維糸が管状体の長
さ方向に配向するように組紐に巻き付けることもある
が、織物の固定が難しく、ほぐれたりして成形時の作業
性が悪い。また、巻き付けた織物のラップ部で管状体の
表面が凸凹したり、部分的に繊維量の多い部分ができ、
均一な物性の管状体が得られないという問題があった。
【０００４】一方、補強繊維糸が長さ方向と±α°のバ
イアス方向に延びている３軸丸打ち組紐は知られている
が、３方向の補強繊維糸がお互いに交錯しているので、
補強繊維糸の屈曲が大きくなりＦＲＰにしたとき応力集
中が発生したり、繊維体積含有率の大きなＦＲＰになら
ず、重くて強度の小さな管状体にしかならないという問
題があった。また、通常の３軸組紐は半径方向に拡げる
と、逆に長さ方向が縮むので、長さ方向の補強繊維糸が
蛇行するという問題がある。
イアス方向に延びている３軸丸打ち組紐は知られている
が、３方向の補強繊維糸がお互いに交錯しているので、
補強繊維糸の屈曲が大きくなりＦＲＰにしたとき応力集
中が発生したり、繊維体積含有率の大きなＦＲＰになら
ず、重くて強度の小さな管状体にしかならないという問
題があった。また、通常の３軸組紐は半径方向に拡げる
と、逆に長さ方向が縮むので、長さ方向の補強繊維糸が
蛇行するという問題がある。
【０００５】さらに、繊維強化複合材料は異方性が極め
て大きいので、所定の方向に繊維が配向するようにシー
ト状のプリプレグを積層し成形している。たとえば、ゴ
ルフシャフトは、テーパの付いたマンドレルに対し、一
方向に平行に繊維が配列したプリプレグを繊維がシャフ
トの軸方向に向くように裁断したプリプレグと軸方向に
対して±４５°のバイアス方向に向くように裁断したプ
リプレグを準備し、これらを、たとえば交互にマンドレ
ルに巻き付けて、加熱・加圧して成形する。しかしなが
ら、マンドレルにテーパが付き、プリプレグの繊維が平
行に配列しているので、シャフトの軸方向に向くように
裁断されたプリプレグの繊維はその全てが軸方向には向
かず、補強繊維の特性を十分に発揮できないのが現状で
ある。このような問題を解消するため、特開昭５１─８
０３６９号公報で繊維が放射状に配列されたプリプレグ
が提案されているが、このようなプリプレグの製造は厄
介であり、精度良く繊維を配向することは困難である。
て大きいので、所定の方向に繊維が配向するようにシー
ト状のプリプレグを積層し成形している。たとえば、ゴ
ルフシャフトは、テーパの付いたマンドレルに対し、一
方向に平行に繊維が配列したプリプレグを繊維がシャフ
トの軸方向に向くように裁断したプリプレグと軸方向に
対して±４５°のバイアス方向に向くように裁断したプ
リプレグを準備し、これらを、たとえば交互にマンドレ
ルに巻き付けて、加熱・加圧して成形する。しかしなが
ら、マンドレルにテーパが付き、プリプレグの繊維が平
行に配列しているので、シャフトの軸方向に向くように
裁断されたプリプレグの繊維はその全てが軸方向には向
かず、補強繊維の特性を十分に発揮できないのが現状で
ある。このような問題を解消するため、特開昭５１─８
０３６９号公報で繊維が放射状に配列されたプリプレグ
が提案されているが、このようなプリプレグの製造は厄
介であり、精度良く繊維を配向することは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上
述の各問題点を解決し、管状体を成形するにあたって作
業性が良く、物性に優れた繊維強化複合材料を成形する
ことができる補強用管状プリフォーム材を提供すること
にある。
述の各問題点を解決し、管状体を成形するにあたって作
業性が良く、物性に優れた繊維強化複合材料を成形する
ことができる補強用管状プリフォーム材を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の補強用管状プリフォーム材は、芯材の周り
に円筒状の補強繊維基材が多層に積層されたプリフォー
ム材であって、前記各々の補強繊維基材にはラップ目が
なく、かつ、補強繊維基材の少なくとも１枚は長さ方向
のみに補強繊維糸が配列されている繊維基材であること
を特徴とするものからなる。
に、本発明の補強用管状プリフォーム材は、芯材の周り
に円筒状の補強繊維基材が多層に積層されたプリフォー
ム材であって、前記各々の補強繊維基材にはラップ目が
なく、かつ、補強繊維基材の少なくとも１枚は長さ方向
のみに補強繊維糸が配列されている繊維基材であること
を特徴とするものからなる。
【０００８】上記補強用管状プリフォーム材において
は、たとえば、補強繊維基材が丸打ち組紐であり、その
少なくとも１枚は３軸丸打ち組紐であって、該３軸丸打
ち組紐の長さ方向の糸条は補強繊維糸からなり、その長
さ方向に対して±α°のバイアス方向の糸条は補助糸か
らなる。また、補強繊維基材の積層構成については、た
とえば、長さ方向のみに補強繊維糸が配列されている繊
維基材と、長さ方向に対して±α°方向のみに補強繊維
糸が配列されている繊維基材との交互積層構成を採る。
上記±α°とは、±（３０〜６０）°、好ましくは±４
５°である。
は、たとえば、補強繊維基材が丸打ち組紐であり、その
少なくとも１枚は３軸丸打ち組紐であって、該３軸丸打
ち組紐の長さ方向の糸条は補強繊維糸からなり、その長
さ方向に対して±α°のバイアス方向の糸条は補助糸か
らなる。また、補強繊維基材の積層構成については、た
とえば、長さ方向のみに補強繊維糸が配列されている繊
維基材と、長さ方向に対して±α°方向のみに補強繊維
糸が配列されている繊維基材との交互積層構成を採る。
上記±α°とは、±（３０〜６０）°、好ましくは±４
５°である。
【０００９】上記本発明の補強用管状プリフォーム材に
ついて図面を参照しつつ詳述する。図１は、本発明の補
強用管状プリフォーム材を用いてＦＲＰ管状体を成形す
る場合の様子を示しており、図２はプリフォーム材を構
成する、いわゆる０°層を構成する補強繊維基材として
の３軸丸打ち組紐の部分拡大平面図、図３は、いわゆる
±α°層を構成する補強繊維基材としての丸打ち組紐の
部分拡大平面図である。
ついて図面を参照しつつ詳述する。図１は、本発明の補
強用管状プリフォーム材を用いてＦＲＰ管状体を成形す
る場合の様子を示しており、図２はプリフォーム材を構
成する、いわゆる０°層を構成する補強繊維基材として
の３軸丸打ち組紐の部分拡大平面図、図３は、いわゆる
±α°層を構成する補強繊維基材としての丸打ち組紐の
部分拡大平面図である。
【００１０】図１において、本発明のプリフォーム材と
して、芯材１の外側に、いわゆる０°層を構成する、長
さ方向のみに補強繊維糸が配列している繊維基材２、い
わゆる±α°層を構成する、長さ方向に対して±α°方
向のみに補強繊維糸が配列している繊維基材３、長さ方
向のみに補強繊維糸が配列している繊維基材２が順に、
芯材１の周りを覆うように積層されている。
して、芯材１の外側に、いわゆる０°層を構成する、長
さ方向のみに補強繊維糸が配列している繊維基材２、い
わゆる±α°層を構成する、長さ方向に対して±α°方
向のみに補強繊維糸が配列している繊維基材３、長さ方
向のみに補強繊維糸が配列している繊維基材２が順に、
芯材１の周りを覆うように積層されている。
【００１１】本発明における芯材は、プリフォーム材を
製造する際の形態の保持および／または成形の際の内圧
付与の役割を担うものであって、棒状や筒状のものであ
り、長さ方向に必ずしも断面形状が同じである必要はな
い。芯材の材料としてはポリスチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、アクリル、ポリエ
ステル、ナイロン、フッソ、ＡＢＳ、ＰＢＴ等の樹脂や
その発泡体、フイルムや、ブタジエン、シリコーン等の
ゴム類や、金属類が使用できる。
製造する際の形態の保持および／または成形の際の内圧
付与の役割を担うものであって、棒状や筒状のものであ
り、長さ方向に必ずしも断面形状が同じである必要はな
い。芯材の材料としてはポリスチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、アクリル、ポリエ
ステル、ナイロン、フッソ、ＡＢＳ、ＰＢＴ等の樹脂や
その発泡体、フイルムや、ブタジエン、シリコーン等の
ゴム類や、金属類が使用できる。
【００１２】芯材として可撓性のある材料を使用する
と、プリフォーム材をロール状に巻き取りながら連続的
に製造でき、また、耐熱性のあるゴムの管やフイルムか
らなる袋であると、連続的に製造されたプリフォーム材
を所定の長さに裁断して型にセットし、樹脂注入後芯材
の中空部に圧力をかけることにより成形が可能となり、
成形作業が簡略化できる。
と、プリフォーム材をロール状に巻き取りながら連続的
に製造でき、また、耐熱性のあるゴムの管やフイルムか
らなる袋であると、連続的に製造されたプリフォーム材
を所定の長さに裁断して型にセットし、樹脂注入後芯材
の中空部に圧力をかけることにより成形が可能となり、
成形作業が簡略化できる。
【００１３】本発明に用いる補強繊維糸は、釣竿、ゴル
フシャフト、テニスラケットフレームや自転車フレーム
等を構成する管状体としての性能を発揮するためには、
引張弾性率が７，０００ｋｇ／ｍｍ2 以上、引張強度が
２００ｋｇ／ｍｍ2 以上であることが好ましい。たとえ
ば、炭素繊維糸、ガラス繊維糸、ポリアラミド繊維糸や
シリコーンカーバイド繊維糸がある。なかでも引張弾性
率が２０，０００ｋｇ／ｍｍ2 以上、引張強度が２００
ｋｇ／ｍｍ2 以上である炭素繊維糸は上記スポーツ・レ
ジャー用品の軽量化がはかられるので好ましい。また、
補強繊維糸の繊度は５００〜２０，０００デニール、よ
り好ましくは１，５００〜１０，０００デニールであ
る。さらに、本発明のプリフォーム材を構成する補強繊
維糸は１種類に限定するものではなく、たとえば、ＦＲ
Ｐ管状体としてダンピング特性も併せ持たせるために
は、たとえば、炭素繊維糸とポリアラミド繊維糸や炭素
繊維糸とビニロン繊維糸などを併用することができる。
フシャフト、テニスラケットフレームや自転車フレーム
等を構成する管状体としての性能を発揮するためには、
引張弾性率が７，０００ｋｇ／ｍｍ2 以上、引張強度が
２００ｋｇ／ｍｍ2 以上であることが好ましい。たとえ
ば、炭素繊維糸、ガラス繊維糸、ポリアラミド繊維糸や
シリコーンカーバイド繊維糸がある。なかでも引張弾性
率が２０，０００ｋｇ／ｍｍ2 以上、引張強度が２００
ｋｇ／ｍｍ2 以上である炭素繊維糸は上記スポーツ・レ
ジャー用品の軽量化がはかられるので好ましい。また、
補強繊維糸の繊度は５００〜２０，０００デニール、よ
り好ましくは１，５００〜１０，０００デニールであ
る。さらに、本発明のプリフォーム材を構成する補強繊
維糸は１種類に限定するものではなく、たとえば、ＦＲ
Ｐ管状体としてダンピング特性も併せ持たせるために
は、たとえば、炭素繊維糸とポリアラミド繊維糸や炭素
繊維糸とビニロン繊維糸などを併用することができる。
【００１４】本発明のプリフォーム材を構成する０°層
の繊維基材としては、バイアス方向の糸条は補助糸であ
り、長さ方向の糸条が補強繊維糸からなる筒状の３軸丸
打ち組紐によって構成されることが好ましい。この０°
層の繊維基材を更に詳しく説明するに、図２において、
±α°のバイアスの２方向の糸は補助糸であって、＋α
°方向の補助糸４は−α°方向の補助糸５と２本交互に
交錯し、同様に−α°方向の補助糸５は＋α°方向の補
助糸４と２本交互に交錯している。このように、２方向
の補助糸４、５が２本交互に交錯している組紐の組織は
一般に２間飛び組織と呼ばれている。一方、長さ方向に
延びる補強繊維糸６は、組紐の周方向に等間隔に配列さ
れ、補助糸４、５の間に位置している。補強繊維糸６ａ
は、補助糸５の下方で補助糸４の上方に位置し、隣接す
る補強繊維糸６ｂは補強繊維糸６ａとは逆で、補助糸４
の下方で補助糸５の上方に位置し、この関係が交互に繰
り返されて補助糸が補強繊維糸を一体に保持している。
全体として補強繊維糸６は偶数本配列され、組紐は筒状
をなしている。
の繊維基材としては、バイアス方向の糸条は補助糸であ
り、長さ方向の糸条が補強繊維糸からなる筒状の３軸丸
打ち組紐によって構成されることが好ましい。この０°
層の繊維基材を更に詳しく説明するに、図２において、
±α°のバイアスの２方向の糸は補助糸であって、＋α
°方向の補助糸４は−α°方向の補助糸５と２本交互に
交錯し、同様に−α°方向の補助糸５は＋α°方向の補
助糸４と２本交互に交錯している。このように、２方向
の補助糸４、５が２本交互に交錯している組紐の組織は
一般に２間飛び組織と呼ばれている。一方、長さ方向に
延びる補強繊維糸６は、組紐の周方向に等間隔に配列さ
れ、補助糸４、５の間に位置している。補強繊維糸６ａ
は、補助糸５の下方で補助糸４の上方に位置し、隣接す
る補強繊維糸６ｂは補強繊維糸６ａとは逆で、補助糸４
の下方で補助糸５の上方に位置し、この関係が交互に繰
り返されて補助糸が補強繊維糸を一体に保持している。
全体として補強繊維糸６は偶数本配列され、組紐は筒状
をなしている。
【００１５】図２では補助糸が２間飛び組織している場
合について説明したが、＋α°方向の補助糸４が−α°
方向の補助糸５と１本交互に交錯している１間飛び組織
や３本交互に交錯している３間飛び組織、４本交互に交
錯している４間飛び組織であってもよく特に限定するも
のではない。
合について説明したが、＋α°方向の補助糸４が−α°
方向の補助糸５と１本交互に交錯している１間飛び組織
や３本交互に交錯している３間飛び組織、４本交互に交
錯している４間飛び組織であってもよく特に限定するも
のではない。
【００１６】バイアス方向に配列する補助糸は、補強繊
維糸を一体に保持する役割を担うものであって、本質的
に繊維強化複合材料における補強材とはなり得ないの
で、使用量は少ないほうが良い。補助糸の繊度は３０デ
ニール以上５００デニール以下が好ましい。５００デニ
ールを越えると補助糸の量が多くなり、複合材料中に占
める補強繊維の体積含有率が小さくなる。同様に、０°
層の繊維基材に占める補助糸は、５重量％以下が好まし
い。
維糸を一体に保持する役割を担うものであって、本質的
に繊維強化複合材料における補強材とはなり得ないの
で、使用量は少ないほうが良い。補助糸の繊度は３０デ
ニール以上５００デニール以下が好ましい。５００デニ
ールを越えると補助糸の量が多くなり、複合材料中に占
める補強繊維の体積含有率が小さくなる。同様に、０°
層の繊維基材に占める補助糸は、５重量％以下が好まし
い。
【００１７】補助糸は、ガラス繊維、ポリアラミド繊
維、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊
維、ポリブチルテレフタレート繊維等からなるマルチフ
ィラメント糸かモノフィラメント糸である。また、補助
糸を弾性糸にしておくと成形の際、芯材の中空部に圧力
をかけて、プリフォーム材の直径を大きくしても、弾性
糸が伸びて０°層の繊維基材が長さ方向に収縮し０°方
向に配向している補強繊維糸が蛇行することがないので
好ましい。このような弾性糸としては、まずナイロン樹
脂やポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹
脂等の熱可塑性樹脂からなるマルチフィラメント糸やモ
ノフィラメント糸を加工して得られる仮撚加工糸、すな
わち巻縮糸が挙げられる。仮撚加工糸は、たとえば、ま
ずナイロン繊維糸やポリブチレンテレフタレート繊維
糸、ポリエステル繊維糸に５００〜５，０００回／ｍ程
度の強撚をかけた撚糸を１６０〜２４０℃で撚りを熱セ
ットした後室温に冷却し、この撚りをほぼ０回程度に解
撚することによって得られる。撚りのかかった状態で形
態固定がなされているので、これを解撚するとウーリ状
の巻縮が発現するのである。仮撚加工糸は、張力が働い
ていないときは巻縮した状態にあり、これに張力が作用
すると巻縮している糸長の分は伸びるが、無張力の状態
にすると元の状態にまで収縮するという性質を有する。
仮撚加工糸のこのような性質は巻縮率＝〔荷重（０．１
ｇ／デニール）の時の長さ−初荷重（０．０２ｇ／デニ
ール）の時の長さ〕／〔初荷重（０．０２ｇ／デニー
ル）の時の長さ〕×１００（％）として表されている
が、本発明に使用する仮撚加工糸の巻縮率は１００％以
上が好ましい。以上、弾性糸が仮撚加工糸の例について
説明したが、弾性糸としてはポリウレタン繊維糸やゴム
糸であってもよい。またこれら弾性糸に仮撚加工糸が適
宜被覆されていてもよい。
維、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊
維、ポリブチルテレフタレート繊維等からなるマルチフ
ィラメント糸かモノフィラメント糸である。また、補助
糸を弾性糸にしておくと成形の際、芯材の中空部に圧力
をかけて、プリフォーム材の直径を大きくしても、弾性
糸が伸びて０°層の繊維基材が長さ方向に収縮し０°方
向に配向している補強繊維糸が蛇行することがないので
好ましい。このような弾性糸としては、まずナイロン樹
脂やポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹
脂等の熱可塑性樹脂からなるマルチフィラメント糸やモ
ノフィラメント糸を加工して得られる仮撚加工糸、すな
わち巻縮糸が挙げられる。仮撚加工糸は、たとえば、ま
ずナイロン繊維糸やポリブチレンテレフタレート繊維
糸、ポリエステル繊維糸に５００〜５，０００回／ｍ程
度の強撚をかけた撚糸を１６０〜２４０℃で撚りを熱セ
ットした後室温に冷却し、この撚りをほぼ０回程度に解
撚することによって得られる。撚りのかかった状態で形
態固定がなされているので、これを解撚するとウーリ状
の巻縮が発現するのである。仮撚加工糸は、張力が働い
ていないときは巻縮した状態にあり、これに張力が作用
すると巻縮している糸長の分は伸びるが、無張力の状態
にすると元の状態にまで収縮するという性質を有する。
仮撚加工糸のこのような性質は巻縮率＝〔荷重（０．１
ｇ／デニール）の時の長さ−初荷重（０．０２ｇ／デニ
ール）の時の長さ〕／〔初荷重（０．０２ｇ／デニー
ル）の時の長さ〕×１００（％）として表されている
が、本発明に使用する仮撚加工糸の巻縮率は１００％以
上が好ましい。以上、弾性糸が仮撚加工糸の例について
説明したが、弾性糸としてはポリウレタン繊維糸やゴム
糸であってもよい。またこれら弾性糸に仮撚加工糸が適
宜被覆されていてもよい。
【００１８】本発明のプリフォーム材を構成する±α°
層の繊維基材としては、バイアス方向の糸条が補強繊維
糸からなる丸打ち組紐が好ましい。この±α°層の繊維
基材をさらに詳しく説明するに、図３において＋α°方
向の補強繊維糸７は−α°方向の補強繊維糸８と２本交
互に交錯し、また−α°方向の補強繊維糸８は＋α°方
向の補強繊維糸７と２本交互に交錯している２間飛び組
織である。全体として補強繊維糸は偶数本配列し、組紐
は筒状をなしている。２間飛び組織の他、１間飛び組織
や３間飛び組織、４間飛び組織であってもよく特に限定
するものではない。特に、±α°が±４５°であると効
率的に捩りの補強ができ、少ない繊維量で捩りの強度や
剛性が大きくなるので好ましい。
層の繊維基材としては、バイアス方向の糸条が補強繊維
糸からなる丸打ち組紐が好ましい。この±α°層の繊維
基材をさらに詳しく説明するに、図３において＋α°方
向の補強繊維糸７は−α°方向の補強繊維糸８と２本交
互に交錯し、また−α°方向の補強繊維糸８は＋α°方
向の補強繊維糸７と２本交互に交錯している２間飛び組
織である。全体として補強繊維糸は偶数本配列し、組紐
は筒状をなしている。２間飛び組織の他、１間飛び組織
や３間飛び組織、４間飛び組織であってもよく特に限定
するものではない。特に、±α°が±４５°であると効
率的に捩りの補強ができ、少ない繊維量で捩りの強度や
剛性が大きくなるので好ましい。
【００１９】上記においては、プリフォーム材における
繊維基材の積層が０°層、±α°層、０°層の３層の例
について説明したが、２層以上であれば良く、必要に応
じて積層枚数を選択することができる。また、積層の順
序が０°層と±α°層が交互の層になっていると、管状
体に力が作用しても、各層が薄いので、０°層と±α°
層の特性の異方性に起因して層間に発生する応力が小さ
くなり、層間強度の強い管状体が得られる。
繊維基材の積層が０°層、±α°層、０°層の３層の例
について説明したが、２層以上であれば良く、必要に応
じて積層枚数を選択することができる。また、積層の順
序が０°層と±α°層が交互の層になっていると、管状
体に力が作用しても、各層が薄いので、０°層と±α°
層の特性の異方性に起因して層間に発生する応力が小さ
くなり、層間強度の強い管状体が得られる。
【００２０】また、本発明のプリフォーム材は筒状をな
している組紐から構成されているので、各層でラップ部
がなく、したがって管状体の表面が凸凹したり、部分的
に繊維量の多い部分ができて物性の均一な管状体が得ら
れないという、従来の問題が解決される。
している組紐から構成されているので、各層でラップ部
がなく、したがって管状体の表面が凸凹したり、部分的
に繊維量の多い部分ができて物性の均一な管状体が得ら
れないという、従来の問題が解決される。
【００２１】図４は、本発明で使用する組紐を製造する
方法の一例を示している。芯材１に第１層目として０°
層の繊維基材２を形成している状態を示している。定盤
９の中心部に設置されたガイドパイプ１０を通して定盤
９の下方から芯材１が供給される。また、補強繊維糸６
は定盤９の下方から放射状に供給され、定盤９上にはボ
ビンに巻かれたバイアス方向の補助糸４、５がキャリア
ー１１に設置されて補強繊維糸６の周りを波状軌道に導
かれて移動することによって、芯材１の周囲に、補助糸
４、５が形成する組紐に補強繊維糸６が挿入された形に
組まれ、これを連続的に巻取装置１２で巻き取る。芯材
１に０°層の繊維基材が積層した状態のものを、定盤９
の下方から中心部に設置されたガイドパイプに通し、そ
の上に±α°層の繊維基材としての組紐を組んで巻き取
り、同様にしてさらにその上に０°層の繊維基材として
の組紐を組むことにより、本発明のプリフォーム材が得
られるのである。
方法の一例を示している。芯材１に第１層目として０°
層の繊維基材２を形成している状態を示している。定盤
９の中心部に設置されたガイドパイプ１０を通して定盤
９の下方から芯材１が供給される。また、補強繊維糸６
は定盤９の下方から放射状に供給され、定盤９上にはボ
ビンに巻かれたバイアス方向の補助糸４、５がキャリア
ー１１に設置されて補強繊維糸６の周りを波状軌道に導
かれて移動することによって、芯材１の周囲に、補助糸
４、５が形成する組紐に補強繊維糸６が挿入された形に
組まれ、これを連続的に巻取装置１２で巻き取る。芯材
１に０°層の繊維基材が積層した状態のものを、定盤９
の下方から中心部に設置されたガイドパイプに通し、そ
の上に±α°層の繊維基材としての組紐を組んで巻き取
り、同様にしてさらにその上に０°層の繊維基材として
の組紐を組むことにより、本発明のプリフォーム材が得
られるのである。
【００２２】なお、フイルムからなる筒状の芯材を使用
する場合、芯材には腰がないので組紐の組織形成の際、
糸の張力で芯材が潰され、プリフォーム材の直径が均一
にならないという問題がある。その様な場合には、図５
に補助糸がお互い交錯して組まれる組織形成部イ付近を
拡大して示すように、補強繊維糸と補助糸が形成する放
射状の糸シートの外側に、これら糸シートを絞るゲージ
１３を設置し、ガイドパイプ１０の周りに組紐を組織す
ることによって組紐の直径が決まるようにし、その後
に、フイルムからなる筒状の芯材が挿入されるようにす
ればよい。
する場合、芯材には腰がないので組紐の組織形成の際、
糸の張力で芯材が潰され、プリフォーム材の直径が均一
にならないという問題がある。その様な場合には、図５
に補助糸がお互い交錯して組まれる組織形成部イ付近を
拡大して示すように、補強繊維糸と補助糸が形成する放
射状の糸シートの外側に、これら糸シートを絞るゲージ
１３を設置し、ガイドパイプ１０の周りに組紐を組織す
ることによって組紐の直径が決まるようにし、その後
に、フイルムからなる筒状の芯材が挿入されるようにす
ればよい。
【００２３】本発明のプリフォーム材を使用して、たと
えばＦＲＰ管状体を、たとえば次のように製造すること
ができる。フイルムからなる袋を芯材とした本発明のプ
リフォーム材を雄型と雌型が形成するキャビティに設置
し、雄型と雌型をシーリングした後、このキャビティ内
にエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂やフェノール
樹脂などの熱硬化性樹脂を注入し、芯材に内圧をかける
ことによって樹脂を加圧し、加熱して樹脂を硬化させ
る。その後、必要ならば芯材を抜き取ることによって、
管状のＦＲＰが得られる。
えばＦＲＰ管状体を、たとえば次のように製造すること
ができる。フイルムからなる袋を芯材とした本発明のプ
リフォーム材を雄型と雌型が形成するキャビティに設置
し、雄型と雌型をシーリングした後、このキャビティ内
にエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂やフェノール
樹脂などの熱硬化性樹脂を注入し、芯材に内圧をかける
ことによって樹脂を加圧し、加熱して樹脂を硬化させ
る。その後、必要ならば芯材を抜き取ることによって、
管状のＦＲＰが得られる。
【００２４】また、本発明のプリフォーム材を使用する
ことにより、釣竿やゴルフシャフトなどのテーパ付き管
状体を成形するにあたっても、長さ方向に配向した補強
繊維糸を円周方向において等間隔に、かつ管状体の稜線
方向に配向させることが可能となり、補強繊維の性能を
十分に発揮することができる。
ことにより、釣竿やゴルフシャフトなどのテーパ付き管
状体を成形するにあたっても、長さ方向に配向した補強
繊維糸を円周方向において等間隔に、かつ管状体の稜線
方向に配向させることが可能となり、補強繊維の性能を
十分に発揮することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリフォ
ーム材においては、芯材の周りに円筒状の補強繊維基材
が多層に積層されたプリフォーム材であって、各々の補
強繊維基材にはラップ目がないので、ＦＲＰ管状体の表
面が凸凹したり、部分的に繊維量の多い部分ができて物
性の均一な管状体が得られないという、従来の問題が解
消される。
ーム材においては、芯材の周りに円筒状の補強繊維基材
が多層に積層されたプリフォーム材であって、各々の補
強繊維基材にはラップ目がないので、ＦＲＰ管状体の表
面が凸凹したり、部分的に繊維量の多い部分ができて物
性の均一な管状体が得られないという、従来の問題が解
消される。
【００２６】また、補強繊維基材の少なくとも１枚が長
さ方向のみに補強繊維糸が配列しているものであるの
で、曲げの強度や剛性の大きい管状体が得られる。
さ方向のみに補強繊維糸が配列しているものであるの
で、曲げの強度や剛性の大きい管状体が得られる。
【００２７】また、プリフォーム材に予め芯材が挿入さ
れているので、連続的に製造されたプリフォーム材を所
定の長さに裁断して型にセットし、樹脂注入後芯材の中
空部に圧力をかけることにより成形が可能となり、成形
作業が簡略化できる。
れているので、連続的に製造されたプリフォーム材を所
定の長さに裁断して型にセットし、樹脂注入後芯材の中
空部に圧力をかけることにより成形が可能となり、成形
作業が簡略化できる。
【００２８】さらに、テーパ付き管状体を成形するにあ
たっても、長さ方向に配向した補強繊維糸を円周方向に
おいて等間隔に、かつ管状体の稜線方向に配向させるこ
とが可能となり、補強繊維の性能を十分に発揮すること
ができるという効果も得られる。
たっても、長さ方向に配向した補強繊維糸を円周方向に
おいて等間隔に、かつ管状体の稜線方向に配向させるこ
とが可能となり、補強繊維の性能を十分に発揮すること
ができるという効果も得られる。
【図１】本発明のプリフォーム材の概略部分斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明のプリフォーム材を構成する補強繊維基
材の部分平面図である。
材の部分平面図である。
【図３】本発明のプリフォーム材を構成する別の補強繊
維基材の部分平面図である。
維基材の部分平面図である。
【図４】本発明のプリフォーム材を構成する補強繊維基
材としての組紐を製造する方法を示す側面図である。
材としての組紐を製造する方法を示す側面図である。
【図５】図４における組紐の組織形成部近傍の部分的に
断面表示した拡大側面図である。
断面表示した拡大側面図である。
１ 芯材 ２ ０°層の補強繊維基材 ３ ±α°層の補強繊維基材 ４、５ バイアス方向の補助糸 ６、６ａ、６ｂ 長さ方向の補強繊維糸 ７、８ バイアス方向の補強繊維糸 ９ 定盤 １０ ガイドパイプ １１ キャリアー １２ 巻取装置 １３ ゲージ
Claims (3)
- 【請求項１】 芯材の周りに円筒状の補強繊維基材が多
層に積層されたプリフォーム材であって、前記各々の補
強繊維基材にはラップ目がなく、かつ、補強繊維基材の
少なくとも１枚は長さ方向のみに補強繊維糸が配列され
ている繊維基材であることを特徴とする補強用管状プリ
フォーム材。 - 【請求項２】 前記補強繊維基材が丸打ち組紐であり、
その少なくとも１枚は３軸丸打ち組紐であって、該３軸
丸打ち組紐の長さ方向の糸条は補強繊維糸からなり、そ
の長さ方向に対して±α°のバイアス方向の糸条は補助
糸からなる請求項１の補強用管状プリフォーム材。 - 【請求項３】 長さ方向のみに補強繊維糸が配列されて
いる繊維基材と、長さ方向に対して±α°方向のみに補
強繊維糸が配列されている繊維基材との交互積層構成を
有する請求項１又は２の補強用管状プリフォーム材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3122790A JPH0790552B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 補強用管状プリフォーム材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3122790A JPH0790552B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 補強用管状プリフォーム材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04327910A JPH04327910A (ja) | 1992-11-17 |
| JPH0790552B2 true JPH0790552B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=14844687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3122790A Expired - Fee Related JPH0790552B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 補強用管状プリフォーム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790552B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013059947A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Toyota Industries Corp | スキン・リブ構造体 |
| CN104060399B (zh) * | 2014-07-02 | 2016-04-06 | 东华大学 | 一种横截面为目字形管件的立体编织方法 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3122790A patent/JPH0790552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04327910A (ja) | 1992-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |