JPH0811226A - 繊維強化樹脂中空構造物に使用される芯材 - Google Patents
繊維強化樹脂中空構造物に使用される芯材Info
- Publication number
- JPH0811226A JPH0811226A JP6148825A JP14882594A JPH0811226A JP H0811226 A JPH0811226 A JP H0811226A JP 6148825 A JP6148825 A JP 6148825A JP 14882594 A JP14882594 A JP 14882594A JP H0811226 A JPH0811226 A JP H0811226A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core material
- fiber
- hollow structure
- reinforced resin
- molding
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Polyamides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自転車のフレーム等の構造体を構成する繊維
強化樹脂中空構造物の製造に使用される芯材であって、
エポキシポリアミン系樹脂を成分とする繊維強化樹脂中
空構造物の成形に適した芯材を提供する。 【構成】 この芯材は、ショアー硬度（ＪＩＳ Ａ）が
７５〜９０のポリアミド系エラストマーのフィルム状物
を高周波溶着により袋状に成形して成ることを特徴とす
る。
強化樹脂中空構造物の製造に使用される芯材であって、
エポキシポリアミン系樹脂を成分とする繊維強化樹脂中
空構造物の成形に適した芯材を提供する。 【構成】 この芯材は、ショアー硬度（ＪＩＳ Ａ）が
７５〜９０のポリアミド系エラストマーのフィルム状物
を高周波溶着により袋状に成形して成ることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車のフレーム等の
構造体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の製造に使用
される芯材に関し、とくに、エポキシポリアミン系樹脂
を成分とする繊維強化樹脂中空構造物を製造するのに適
した芯材に関する。
構造体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の製造に使用
される芯材に関し、とくに、エポキシポリアミン系樹脂
を成分とする繊維強化樹脂中空構造物を製造するのに適
した芯材に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化樹脂（ＦＲＰ）は、比強度、比
弾性に優れた材料として各種構造体の構造部材として広
く用いられており、近時、この繊維強化樹脂を材料にし
た中空構造物を成形することにより、高剛性、軽量化を
図ることを目的にした自転車のフレーム等の構造体を得
る試みがなされている。
弾性に優れた材料として各種構造体の構造部材として広
く用いられており、近時、この繊維強化樹脂を材料にし
た中空構造物を成形することにより、高剛性、軽量化を
図ることを目的にした自転車のフレーム等の構造体を得
る試みがなされている。
【０００３】従来、繊維強化樹脂中空構造物の成形法に
は、発泡ウレタンフォームをコアにして成形する方法も
あるが、コアの成形作業やコアの除去作業等が大変であ
る。本発明者は、コアの脱型のできない形状のものが成
形できる、型へのかみ込みがない成形ができるため強度
低下が防げる、作業が向上する、繊維を多く配置できＶ
ｆを上げられる、エア圧によって肉厚、Ｖｆ（体積含有
率）のコントロールができる、その結果軽量化設計が可
能である等の理由から、袋状に成形された芯材を用いた
繊維強化樹脂中空構造物の成形法について開発研究を行
った。
は、発泡ウレタンフォームをコアにして成形する方法も
あるが、コアの成形作業やコアの除去作業等が大変であ
る。本発明者は、コアの脱型のできない形状のものが成
形できる、型へのかみ込みがない成形ができるため強度
低下が防げる、作業が向上する、繊維を多く配置できＶ
ｆを上げられる、エア圧によって肉厚、Ｖｆ（体積含有
率）のコントロールができる、その結果軽量化設計が可
能である等の理由から、袋状に成形された芯材を用いた
繊維強化樹脂中空構造物の成形法について開発研究を行
った。
【０００４】上記成形法は、外側成形型の壁面に沿って
繊維基材を配置するとともに袋状に成形された芯材を内
側に配置し、芯材内に気体を圧入して芯材を膨らませ、
内圧を加えた状態で芯材と外側成形型との間に樹脂を注
入して硬化させることにより繊維強化樹脂中空構造物を
成形する方法であり、これに使用される芯材を何にする
かは構造物の薄肉化を図る上で重要な要素となってい
る。
繊維基材を配置するとともに袋状に成形された芯材を内
側に配置し、芯材内に気体を圧入して芯材を膨らませ、
内圧を加えた状態で芯材と外側成形型との間に樹脂を注
入して硬化させることにより繊維強化樹脂中空構造物を
成形する方法であり、これに使用される芯材を何にする
かは構造物の薄肉化を図る上で重要な要素となってい
る。
【０００５】特公平３−５１２０３号公報には、上記成
形法と同様の方法で構造物を製造する際の芯材として、
膨張可能な気嚢を用いることが開示されている。この芯
材に使用される気嚢としては、プラスチック又は適当な
弾性材料で形成されるとのみ記載されているだけで、ど
のような材料が適しているのかについては具体的に記載
されてはいない。又、繊維強化樹脂はその種類も多く、
これら樹脂と芯材との関係については未だ解明されてい
ない現状である。
形法と同様の方法で構造物を製造する際の芯材として、
膨張可能な気嚢を用いることが開示されている。この芯
材に使用される気嚢としては、プラスチック又は適当な
弾性材料で形成されるとのみ記載されているだけで、ど
のような材料が適しているのかについては具体的に記載
されてはいない。又、繊維強化樹脂はその種類も多く、
これら樹脂と芯材との関係については未だ解明されてい
ない現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、芯材として有
用なポリアミドフィルム（ナイロン６、ナイロン６６）
は、その成形加工の困難性から従来は単純なチューブ状
のものしかなく、自転車のモノコックフレーム等複雑形
状のものへの展開が難かしく、本発明者は、芯材とし
て、当初、ポリエチレンフィルムを熱溶着して袋状に成
形したものを使用した。しかしながら、このものは、溶
着部の強度に安定性がなく、気体を圧入して内圧を加え
たときに溶着部が破れ、中空構造に成形できなくなると
いう問題があった。
用なポリアミドフィルム（ナイロン６、ナイロン６６）
は、その成形加工の困難性から従来は単純なチューブ状
のものしかなく、自転車のモノコックフレーム等複雑形
状のものへの展開が難かしく、本発明者は、芯材とし
て、当初、ポリエチレンフィルムを熱溶着して袋状に成
形したものを使用した。しかしながら、このものは、溶
着部の強度に安定性がなく、気体を圧入して内圧を加え
たときに溶着部が破れ、中空構造に成形できなくなると
いう問題があった。
【０００７】このため、芯材の溶着部における機械的強
度を改良するため、エーテル系ウレタン樹脂フィルムを
高周波溶着により袋状に成形したものを使用した。これ
により、気体を圧入して内圧を加えたときの溶着部の破
れの発生をなくすることができた。しかしながら、ウレ
タン樹脂フィルムは、繊維強化樹脂の繊維基材に含浸さ
せる樹脂としてエポキシポリアミン系樹脂を使用する
と、フィルムが膨潤して著しく劣化し、内圧を加えたと
きにフィルム自体に孔があいてしまい、成形困難になる
という新たな問題が発生した。
度を改良するため、エーテル系ウレタン樹脂フィルムを
高周波溶着により袋状に成形したものを使用した。これ
により、気体を圧入して内圧を加えたときの溶着部の破
れの発生をなくすることができた。しかしながら、ウレ
タン樹脂フィルムは、繊維強化樹脂の繊維基材に含浸さ
せる樹脂としてエポキシポリアミン系樹脂を使用する
と、フィルムが膨潤して著しく劣化し、内圧を加えたと
きにフィルム自体に孔があいてしまい、成形困難になる
という新たな問題が発生した。
【０００８】エポキシポリアミン系樹脂は、アミン系の
硬化剤により常温硬化が可能で成形型の加温が不要であ
り、注入樹脂の流動性や硬化速度のコントロールが容易
に行えるので、自転車のフレーム等の凹凸部のある複雑
形状の構造体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の成形
に好ましいものであり、本発明者は、このようなエポキ
シポリアミン系樹脂に対して耐薬品性があり、複雑な形
状の構造体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の成形が
可能な芯材について種々研究した結果、ある種のポリア
ミド系エラストマーが上記芯材に適した特性を有したも
のであるという知見を得、本発明を完成するに至った。
硬化剤により常温硬化が可能で成形型の加温が不要であ
り、注入樹脂の流動性や硬化速度のコントロールが容易
に行えるので、自転車のフレーム等の凹凸部のある複雑
形状の構造体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の成形
に好ましいものであり、本発明者は、このようなエポキ
シポリアミン系樹脂に対して耐薬品性があり、複雑な形
状の構造体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の成形が
可能な芯材について種々研究した結果、ある種のポリア
ミド系エラストマーが上記芯材に適した特性を有したも
のであるという知見を得、本発明を完成するに至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】すなわち、本発
明は、「エポキシポリアミン系樹脂を成分とする繊維強
化樹脂中空構造物に使用される芯材であって、ショアー
硬度（ＪＩＳ Ａ）が７５〜９０のポリアミド系エラス
トマーのフィルム状物を高周波溶着により袋状に成形し
て成ることを特徴とする繊維強化中空構造物に使用され
る芯材」を、その要旨とし、複雑な形状の芯材も容易に
成形でき、かつエポキシポリアミン系樹脂に対する耐薬
品性を有し、高周波溶着により十分な強度をもち、しか
も伸展性に優れており、高剛性、軽量化を図ることを目
的にした自転車のフレーム等の構造体を得るのに最適な
芯材を提供し得るものである。
明は、「エポキシポリアミン系樹脂を成分とする繊維強
化樹脂中空構造物に使用される芯材であって、ショアー
硬度（ＪＩＳ Ａ）が７５〜９０のポリアミド系エラス
トマーのフィルム状物を高周波溶着により袋状に成形し
て成ることを特徴とする繊維強化中空構造物に使用され
る芯材」を、その要旨とし、複雑な形状の芯材も容易に
成形でき、かつエポキシポリアミン系樹脂に対する耐薬
品性を有し、高周波溶着により十分な強度をもち、しか
も伸展性に優れており、高剛性、軽量化を図ることを目
的にした自転車のフレーム等の構造体を得るのに最適な
芯材を提供し得るものである。
【００１０】本発明のポリアミド系エラストマーは下記
概略構造により示されるものであり、
概略構造により示されるものであり、
【化１】 ＰＡはポリアミド成分（ナイロン６、ナイロン６６、ナ
イロン１１、ナイロン１２等）、Ｘはポリエーテル又は
ポリエステル成分（ポリオキシエチレングリコール、ポ
リオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチ
レングリコール等）の中から選ばれる１種の化合物であ
る。
イロン１１、ナイロン１２等）、Ｘはポリエーテル又は
ポリエステル成分（ポリオキシエチレングリコール、ポ
リオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチ
レングリコール等）の中から選ばれる１種の化合物であ
る。
【００１１】本発明の芯材として使用されるポリアミド
系エラストマーは、凹凸形状や、二股構造等の複雑な形
状の中空構造物の成形にも十分対応できるものとしてシ
ョアー硬度（ＪＩＳ Ａ）が７５〜９０の範囲が好まし
く、これにより、成形時における注入樹脂の肉厚を薄く
でき、軽量化を図ることができる。
系エラストマーは、凹凸形状や、二股構造等の複雑な形
状の中空構造物の成形にも十分対応できるものとしてシ
ョアー硬度（ＪＩＳ Ａ）が７５〜９０の範囲が好まし
く、これにより、成形時における注入樹脂の肉厚を薄く
でき、軽量化を図ることができる。
【００１２】又、ポリアミド系エラストマーは、それ自
身伸性強度に優れているのに加えて、高周波溶着が可能
である。したがって、熱溶着によって溶着された芯材と
比べて溶着部における接合強度は非常に高く、芯材自体
の引張破断強さと同等以上に接合強度を保ち得るため、
溶着部における気体圧入により内圧を加えたときの溶着
部の破れを生じることがない。さらに、耐薬品性を有
し、エポキシ樹脂の硬化に使用されるアミン系の硬化剤
に侵されることがない。
身伸性強度に優れているのに加えて、高周波溶着が可能
である。したがって、熱溶着によって溶着された芯材と
比べて溶着部における接合強度は非常に高く、芯材自体
の引張破断強さと同等以上に接合強度を保ち得るため、
溶着部における気体圧入により内圧を加えたときの溶着
部の破れを生じることがない。さらに、耐薬品性を有
し、エポキシ樹脂の硬化に使用されるアミン系の硬化剤
に侵されることがない。
【００１３】このようなポリアミド系エラストマーを芯
材として袋状に成形するには、フィルム状物で使用さ
れ、その厚さは気体圧入に対する伸性強度及び伸展性を
考慮し５０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。
材として袋状に成形するには、フィルム状物で使用さ
れ、その厚さは気体圧入に対する伸性強度及び伸展性を
考慮し５０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の芯材を適用して自転車のモノ
コックフレームを繊維強化樹脂中空構造物により製造し
た場合の実施例について説明する。図１は自転車のモノ
コックフレームの形状に対応させて袋状に成形した芯材
１を示している。芯材１の材料には、ポリエーテルをセ
グメントとするポリアミド系エラストマー（ＡＴＯＣＨ
ＥＭ社製；商品名「ペバックス」）、ショアー硬度（Ｊ
ＩＳ Ａ）８３、厚さ１５０μｍのフィルム状物を用い
た。このフィルム状物を積層してフレームの形状に対応
するように高周波溶着により袋状に成形した。端部には
気体を圧入するためのエア注入口を設けた。
コックフレームを繊維強化樹脂中空構造物により製造し
た場合の実施例について説明する。図１は自転車のモノ
コックフレームの形状に対応させて袋状に成形した芯材
１を示している。芯材１の材料には、ポリエーテルをセ
グメントとするポリアミド系エラストマー（ＡＴＯＣＨ
ＥＭ社製；商品名「ペバックス」）、ショアー硬度（Ｊ
ＩＳ Ａ）８３、厚さ１５０μｍのフィルム状物を用い
た。このフィルム状物を積層してフレームの形状に対応
するように高周波溶着により袋状に成形した。端部には
気体を圧入するためのエア注入口を設けた。
【００１５】繊維強化樹脂の繊維基材には炭素繊維クロ
ス（東レ（株）製；商品名「トレカＴ３００」）を使用
し、これを積層して用いた。なお、繊維基材は賦形を容
易にするため成形型内にセットする前にプリフォーム成
形を行った。図２に示すように、芯材１は繊維基材２と
ともに成形型３内にセットし、型締めして、芯材１内に
はエアを圧入し、エポキシ樹脂（商品名「エピコートＥ
−８０７」）を注入して成形を行った。成形に際して樹
脂注入速度５ｇ／ｓｅｃ、成形型は常温で樹脂を硬化さ
せた。
ス（東レ（株）製；商品名「トレカＴ３００」）を使用
し、これを積層して用いた。なお、繊維基材は賦形を容
易にするため成形型内にセットする前にプリフォーム成
形を行った。図２に示すように、芯材１は繊維基材２と
ともに成形型３内にセットし、型締めして、芯材１内に
はエアを圧入し、エポキシ樹脂（商品名「エピコートＥ
−８０７」）を注入して成形を行った。成形に際して樹
脂注入速度５ｇ／ｓｅｃ、成形型は常温で樹脂を硬化さ
せた。
【００１６】成形中、エアの圧入による芯材の破損はみ
られなかった。出来上がった繊維強化樹脂中空構造物
は、肉厚の薄い軽量なものを得ることができた。芯材は
エポキシ樹脂と一体に接合しており、このため繊維強化
樹脂中空構造物の内面から剥がれ落ちることがなく、フ
レームとしての商品価値を高めることができる。
られなかった。出来上がった繊維強化樹脂中空構造物
は、肉厚の薄い軽量なものを得ることができた。芯材は
エポキシ樹脂と一体に接合しており、このため繊維強化
樹脂中空構造物の内面から剥がれ落ちることがなく、フ
レームとしての商品価値を高めることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エポキシポリアミン系樹脂に対する耐薬品性を有し、高
周波溶着により十分な強度をもち、しかも伸展性に優れ
た芯材を提供するものであって、高剛性、軽量化を図る
ことを目的にした自転車のフレームやラケット等の構造
体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の製造に最適であ
る。
エポキシポリアミン系樹脂に対する耐薬品性を有し、高
周波溶着により十分な強度をもち、しかも伸展性に優れ
た芯材を提供するものであって、高剛性、軽量化を図る
ことを目的にした自転車のフレームやラケット等の構造
体を構成する繊維強化樹脂中空構造物の製造に最適であ
る。
【図１】 自転車のモノコックフレーム製造用に成形さ
れた本発明に係る芯材の一実施例を示す正面図である。
れた本発明に係る芯材の一実施例を示す正面図である。
【図２】 芯材を成形型内にセットした状態を示す平面
図である。
図である。
１ 芯材 ２ 繊維基材 ３ 成形型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｃ 65/04 7639−4Ｆ 70/06 Ｂ２９Ｋ 105:08 (72)発明者 近藤 俊郎 愛知県西春日井郡西春町弥勒寺東２丁目 198番地 (72)発明者 小弁野 靖 愛知県江南市後飛保町東高瀬70番地 (72)発明者 山口 勝彦 愛知県尾西市玉野字下新田54番地の29 (72)発明者 田代 文雄 滋賀県栗太郡栗東町大字北中小路404番地 の４ (72)発明者 高井 日出夫 岐阜県本巣郡巣南町宮田245番地
Claims (1)
- 【請求項１】 エポキシポリアミン系樹脂を成分とする
繊維強化樹脂中空構造物に使用される芯材であって、シ
ョアー硬度（ＪＩＳ Ａ）が７５〜９０のポリアミド系
エラストマーのフィルム状物を高周波溶着により袋状に
成形して成ることを特徴とする繊維強化中空構造物に使
用される芯材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6148825A JPH0811226A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 繊維強化樹脂中空構造物に使用される芯材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6148825A JPH0811226A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 繊維強化樹脂中空構造物に使用される芯材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811226A true JPH0811226A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15461575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6148825A Withdrawn JPH0811226A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 繊維強化樹脂中空構造物に使用される芯材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811226A (ja) |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP6148825A patent/JPH0811226A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |