JPH08118488A - 繊維強化プラスチックの製造方法及び製造装置 - Google Patents
繊維強化プラスチックの製造方法及び製造装置Info
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- JPH08118488A JPH08118488A JP6284312A JP28431294A JPH08118488A JP H08118488 A JPH08118488 A JP H08118488A JP 6284312 A JP6284312 A JP 6284312A JP 28431294 A JP28431294 A JP 28431294A JP H08118488 A JPH08118488 A JP H08118488A
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- cross
- fiber
- molding die
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- Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ブレイダー自体に何ら変更を加えずに、いかな
る断面形状の繊維強化プラスチックをも簡単に製造し得
るようにする。 【構成】ブレイダー１と、所望の断面形状の空間を有す
る筒状の成形金型３と、それらの間に配置され、組成位
置となり、且つ、組物構造体を成形金型３側へ案内する
ガイド用マンドレル２とよりなる装置を用い、合成樹脂
素材を含浸した糸条Ｙによって組物構造体を組成し、そ
れを成形金型３内に導いて所望の断面形状に絞り込むこ
とにより繊維強化プラスチックを製造する。
る断面形状の繊維強化プラスチックをも簡単に製造し得
るようにする。 【構成】ブレイダー１と、所望の断面形状の空間を有す
る筒状の成形金型３と、それらの間に配置され、組成位
置となり、且つ、組物構造体を成形金型３側へ案内する
ガイド用マンドレル２とよりなる装置を用い、合成樹脂
素材を含浸した糸条Ｙによって組物構造体を組成し、そ
れを成形金型３内に導いて所望の断面形状に絞り込むこ
とにより繊維強化プラスチックを製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、組物構造体を補強材
とするＦＲＰ（熱硬化性樹脂を用いるもの）、ＦＲＴＰ
（熱可塑性樹脂を用いるもの）等の繊維強化プラスチッ
クの製造方法及び製造装置に関するものである。
とするＦＲＰ（熱硬化性樹脂を用いるもの）、ＦＲＴＰ
（熱可塑性樹脂を用いるもの）等の繊維強化プラスチッ
クの製造方法及び製造装置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。
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。
【０００３】ところで、特殊な断面形状、例えば、Ｈ型
又はＩ型断面の組物構造体を補強材とする強化プラスチ
ックは、従来、図３に示す組成装置で補強材を製造し、
その後、その補強材に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を
含浸させ、熱処理して製造している。
又はＩ型断面の組物構造体を補強材とする強化プラスチ
ックは、従来、図３に示す組成装置で補強材を製造し、
その後、その補強材に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を
含浸させ、熱処理して製造している。
【０００４】その強化プラスチックの製造に用いるブレ
イダー１’は、垂直方向に設置された軌道面１１’を有
し、その軌道面１１’に２群の多数のボビン・キャリア
１２’が逆方向に走行するための全体としてＨ型又はＩ
型に配された軌道１３’が形成されたものであり、それ
ぞれのボビン・キャリア１２’に装着の各ボビンから繰
り出される糸条Ｙは、軌道１３’の中心部延長上に位置
する組物構造体引取り部１５’のボイス１６’に導か
れ、組物構造体（補強材）Ｆ’となる。
イダー１’は、垂直方向に設置された軌道面１１’を有
し、その軌道面１１’に２群の多数のボビン・キャリア
１２’が逆方向に走行するための全体としてＨ型又はＩ
型に配された軌道１３’が形成されたものであり、それ
ぞれのボビン・キャリア１２’に装着の各ボビンから繰
り出される糸条Ｙは、軌道１３’の中心部延長上に位置
する組物構造体引取り部１５’のボイス１６’に導か
れ、組物構造体（補強材）Ｆ’となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のブレイダーは、
軌道１３’をＨ型又はＩ型に配していることにより、製
造される組物構造体の断面積の割りには非常に大きな面
積の軌道面１１’を必要としている。例えば、ボビン・
キャリア１２’を１００個走行させて組物構造体を製造
する場合、軌道面１１’は３メートル四方と、かなり大
きなものになるにも係わらず、製造される組物構造体
は、断面幅が５センチメートル程度の非常に小さなもの
である。
軌道１３’をＨ型又はＩ型に配していることにより、製
造される組物構造体の断面積の割りには非常に大きな面
積の軌道面１１’を必要としている。例えば、ボビン・
キャリア１２’を１００個走行させて組物構造体を製造
する場合、軌道面１１’は３メートル四方と、かなり大
きなものになるにも係わらず、製造される組物構造体
は、断面幅が５センチメートル程度の非常に小さなもの
である。
【０００６】また、異なる断面形状の組物構造体を製造
しようとすれば、シュミレーションによってボビン・キ
ャリアの配置及び軌道の形状を断面形状に合うように変
更し、実際に運転して試行錯誤する必要がある。
しようとすれば、シュミレーションによってボビン・キ
ャリアの配置及び軌道の形状を断面形状に合うように変
更し、実際に運転して試行錯誤する必要がある。
【０００７】そのようにしてブレイダーが出来上がった
としても、Ｈ型又はＩ型のものを含めて、この種の組物
構造体の断面形状に倣った軌道を形成するものは、軌道
面が大きくなればなるほど、使用糸条数が多くなるほ
ど、糸条を組成点に収束させるための大きな張力が必要
となり、現実問題として組成が困難である。
としても、Ｈ型又はＩ型のものを含めて、この種の組物
構造体の断面形状に倣った軌道を形成するものは、軌道
面が大きくなればなるほど、使用糸条数が多くなるほ
ど、糸条を組成点に収束させるための大きな張力が必要
となり、現実問題として組成が困難である。
【０００８】この発明は、ブレイダー自体に何ら変更を
加えずに、いかなる断面形状の繊維強化プラスチックを
も簡単に製造し得るようにすることを目的としている。
加えずに、いかなる断面形状の繊維強化プラスチックを
も簡単に製造し得るようにすることを目的としている。
【０００９】
【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
成樹脂素材を含浸した糸条によって組物構造体を組成
し、それを成形金型内に導いて所望の断面形状に絞り込
むものであり、その製造装置は、ブレイダーと、所望の
断面形状の空間を有する筒状の成形金型と、それらの間
に配置され、組成位置となり、且つ、組物構造体を成形
金型側へ案内するガイド用マンドレルとよりなるもので
ある。そして、ガイド用マンドレルの横断面外周長及び
成形金型の横断面内周長を繊維強化プラスチックの横断
面外周長とほぼ等しくすることができる。
に、この発明の繊維強化プラスチックの製造方法は、合
成樹脂素材を含浸した糸条によって組物構造体を組成
し、それを成形金型内に導いて所望の断面形状に絞り込
むものであり、その製造装置は、ブレイダーと、所望の
断面形状の空間を有する筒状の成形金型と、それらの間
に配置され、組成位置となり、且つ、組物構造体を成形
金型側へ案内するガイド用マンドレルとよりなるもので
ある。そして、ガイド用マンドレルの横断面外周長及び
成形金型の横断面内周長を繊維強化プラスチックの横断
面外周長とほぼ等しくすることができる。
【００１０】
【作用】上記のような構成においては、ブレイダーより
引き出される糸条がガイド用マンドレルの表面を滑りな
がら組成され、引き続いて組物構造体が単独であるいは
ガイド用マンドレル内に挿通された心材と共に成形金型
内に導かれて所望の形状と断面に絞り込まれ、所望の断
面の繊維強化プラスチックが得られる。
引き出される糸条がガイド用マンドレルの表面を滑りな
がら組成され、引き続いて組物構造体が単独であるいは
ガイド用マンドレル内に挿通された心材と共に成形金型
内に導かれて所望の形状と断面に絞り込まれ、所望の断
面の繊維強化プラスチックが得られる。
【００１１】
【実施例】図１及び図２を参照し、この発明の繊維強化
プラスチックの製造方法及び製造装置の実施例について
説明する。
プラスチックの製造方法及び製造装置の実施例について
説明する。
【００１２】この発明は、合成樹脂素材を含浸した糸
条、紐、繊維束等（以下、単に糸条という）を組成素材
Ｙとして採用し、ガイド用マンドレル２を組み込んだブ
レイダー１と、ガイド用マンドレル２の直後に配した成
形金型３とよりなる装置によって製造するものである。
条、紐、繊維束等（以下、単に糸条という）を組成素材
Ｙとして採用し、ガイド用マンドレル２を組み込んだブ
レイダー１と、ガイド用マンドレル２の直後に配した成
形金型３とよりなる装置によって製造するものである。
【００１３】組成素材Ｙは、ガラス繊維、炭素繊維及び
アラミド繊維等が用いられ、マトリックス（母材）樹脂
には、繊維に滲みやすい低粘度の熱可塑性合成樹脂又は
熱硬化性合成樹脂が用いられる。
アラミド繊維等が用いられ、マトリックス（母材）樹脂
には、繊維に滲みやすい低粘度の熱可塑性合成樹脂又は
熱硬化性合成樹脂が用いられる。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】ブレイダー１は、図１に示すものを用い
る。その構造は、垂直方向に設置され、円筒又は球体を
輪切りにした形状の軌道面１１を有し、その軌道面１１
に２群の多数のボビン・キャリア１２が逆方向に走行す
るための環状軌道１３が形成され、環状軌道１３に囲ま
れた中心に中央糸条（組成方向に真っ直ぐ走る糸）を供
給するための孔１４が形成されたものである。
る。その構造は、垂直方向に設置され、円筒又は球体を
輪切りにした形状の軌道面１１を有し、その軌道面１１
に２群の多数のボビン・キャリア１２が逆方向に走行す
るための環状軌道１３が形成され、環状軌道１３に囲ま
れた中心に中央糸条（組成方向に真っ直ぐ走る糸）を供
給するための孔１４が形成されたものである。
【００１７】ブレイダー１の軌道面１１の中心には、ガ
イド用マンドレル２が取り付けられる空洞があり、その
中心には、糸条Ｙをガイド用マンドレル２上にスムーズ
に組成し得るように案内するための、不図示の環状組成
ガイドが設けられている。
イド用マンドレル２が取り付けられる空洞があり、その
中心には、糸条Ｙをガイド用マンドレル２上にスムーズ
に組成し得るように案内するための、不図示の環状組成
ガイドが設けられている。
【００１８】ガイド用マンドレル２は、糸条との摩擦抵
抗の極めて低い表面を有する筒状体であり、例えば、テ
フロン等よりなっており、前記したようにブレイダー１
の空洞を貫通するようにブレイダー１の後方に取付け部
材４を介して着脱自在に固定され、組成点を越えて手前
に延びている。なお、ガイド用マンドレル２を用いない
場合は、ブレイダー１によって組成された組物構造体が
引き伸ばされて変形し、所定のサイズと断面の強化プラ
スチックを製造することができないので、これは欠くこ
とのできないものである。
抗の極めて低い表面を有する筒状体であり、例えば、テ
フロン等よりなっており、前記したようにブレイダー１
の空洞を貫通するようにブレイダー１の後方に取付け部
材４を介して着脱自在に固定され、組成点を越えて手前
に延びている。なお、ガイド用マンドレル２を用いない
場合は、ブレイダー１によって組成された組物構造体が
引き伸ばされて変形し、所定のサイズと断面の強化プラ
スチックを製造することができないので、これは欠くこ
とのできないものである。
【００１９】筒状のガイド用マンドレル２の横断面形状
は、例えば、Ｉ型断面の強化プラスチックを製造しよう
とするときには正方形又は長方形が適し、Ｃ型断面の強
化プラスチックを製造しようとするときには円形が適し
ている。その横断面の外周長は、強化プラスチックの横
断面の外周長とほぼ等しく設定されている。
は、例えば、Ｉ型断面の強化プラスチックを製造しよう
とするときには正方形又は長方形が適し、Ｃ型断面の強
化プラスチックを製造しようとするときには円形が適し
ている。その横断面の外周長は、強化プラスチックの横
断面の外周長とほぼ等しく設定されている。
【００２０】成形金型３は、内部に加熱用のヒーターが
配されたものであり、目的とする強化プラスチックの横
断面と等しい形状及び大きさの横断面を有する空間３１
が貫通形成されている。即ち、空間３１の横断面内周長
は強化プラスチックの横断面外周長とほぼ等しく設定さ
れている。図示の成形金型３はＩ型用であるが、その他
Ｃ型等適宜の形状とすることができ、目的とする強化プ
ラスチックの横断面形状に応じてその都度交換される。
また、成形金型３の長さはブレイダー１の組成速度との
関係で熱セットし得るに充分のものが必要である。
配されたものであり、目的とする強化プラスチックの横
断面と等しい形状及び大きさの横断面を有する空間３１
が貫通形成されている。即ち、空間３１の横断面内周長
は強化プラスチックの横断面外周長とほぼ等しく設定さ
れている。図示の成形金型３はＩ型用であるが、その他
Ｃ型等適宜の形状とすることができ、目的とする強化プ
ラスチックの横断面形状に応じてその都度交換される。
また、成形金型３の長さはブレイダー１の組成速度との
関係で熱セットし得るに充分のものが必要である。
【００２１】以上のように構成された繊維強化プラスチ
ックの製造装置において、ブレイダー１の各ボビン・キ
ャリア１２から、場合によっては更に孔１４から引き出
される多数の糸条Ｙがガイド用マンドレル２の表面を滑
りながら組成され、引き続いて成形金型３の空間３１に
導かれて目的とする形状と断面に絞り込まれ、適宜の張
力で引き取られることにより、目的とする断面の中空の
繊維強化プラスチックが得られる。横断面の異なる大き
さのものを得ようとする場合には、ガイド用マンドレル
２及び成形金型３をその大きさに適したものに交換し、
異なる横断面形状の繊維強化プラスチックを得ようとす
る場合には、ガイド用マンドレル２及び成形金型３をそ
の横断面形状に適したものに交換することによって対応
することができる。
ックの製造装置において、ブレイダー１の各ボビン・キ
ャリア１２から、場合によっては更に孔１４から引き出
される多数の糸条Ｙがガイド用マンドレル２の表面を滑
りながら組成され、引き続いて成形金型３の空間３１に
導かれて目的とする形状と断面に絞り込まれ、適宜の張
力で引き取られることにより、目的とする断面の中空の
繊維強化プラスチックが得られる。横断面の異なる大き
さのものを得ようとする場合には、ガイド用マンドレル
２及び成形金型３をその大きさに適したものに交換し、
異なる横断面形状の繊維強化プラスチックを得ようとす
る場合には、ガイド用マンドレル２及び成形金型３をそ
の横断面形状に適したものに交換することによって対応
することができる。
【００２２】また、単なる中空でなく、アルミニウム引
抜き材等の心材５の表面に強化繊維を被覆した強化プラ
スチックを得ようとする場合には、図２に示すように、
予めガイド用マンドレル２の空間内に目的とする形状の
横断面を有する心材５を挿通しておき、組成速度に合わ
せてその心材５を前進させるようにする。この場合も、
糸条Ｙがガイド用マンドレル２の表面を滑りながら組成
され、引き続いて、心材５と共に成形金型３の空間３１
に導かれて目的とする形状と大きさの断面に絞り込ま
れ、その出口で組物構造体が心材５に密着する。こうし
て得られた強化プラスチックの強度は、当然ながら前述
した強化繊維のみのものより大きなものである。
抜き材等の心材５の表面に強化繊維を被覆した強化プラ
スチックを得ようとする場合には、図２に示すように、
予めガイド用マンドレル２の空間内に目的とする形状の
横断面を有する心材５を挿通しておき、組成速度に合わ
せてその心材５を前進させるようにする。この場合も、
糸条Ｙがガイド用マンドレル２の表面を滑りながら組成
され、引き続いて、心材５と共に成形金型３の空間３１
に導かれて目的とする形状と大きさの断面に絞り込ま
れ、その出口で組物構造体が心材５に密着する。こうし
て得られた強化プラスチックの強度は、当然ながら前述
した強化繊維のみのものより大きなものである。
【００２３】
【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。
【００２４】即ち、所望の形状及び大きさの横断面を有
する繊維強化プラスチックを容易、且つ、確実に製造す
ることができる。また、その横断面の形状及び大きさの
変更もそれに適したガイド用マンドレル及び成形金型に
交換するだけの簡単な作業によって簡単に行うことがで
きる。更に、どのような横断面の繊維強化プラスチック
の製造においても、比較的に小さく、汎用性があり、し
かもスムーズに組成し得る、円筒又は球体を輪切りにし
た軌道面を有するブレイダーを用いることができる。
する繊維強化プラスチックを容易、且つ、確実に製造す
ることができる。また、その横断面の形状及び大きさの
変更もそれに適したガイド用マンドレル及び成形金型に
交換するだけの簡単な作業によって簡単に行うことがで
きる。更に、どのような横断面の繊維強化プラスチック
の製造においても、比較的に小さく、汎用性があり、し
かもスムーズに組成し得る、円筒又は球体を輪切りにし
た軌道面を有するブレイダーを用いることができる。
【図１】この発明の組成装置の斜視図である。
【図２】この発明の組成装置を心材を有する組物構造体
の製造に用いるときの説明図である。
の製造に用いるときの説明図である。
【図３】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 ブレイダー ２ ガイド用マンドレル ３ 成形金型 Ｙ 糸条
Claims (3)
- 【請求項１】合成樹脂素材を含浸した糸条によって組物
構造体を組成し、それを成形金型内に導いて所望の断面
形状に絞り込む繊維強化プラスチックの製造方法。 - 【請求項２】ブレイダーと、所望の断面形状の空間を有
する筒状の成形金型と、それらの間に配置され、組成位
置となり、且つ、組物構造体を成形金型側へ案内するガ
イド用マンドレルとよりなる繊維強化プラスチックの製
造装置。 - 【請求項３】ガイド用マンドレルの横断面外周長及び成
形金型の横断面内周長が繊維強化プラスチックの横断面
外周長とほぼ等しい請求項２に記載の繊維強化プラスチ
ックの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6284312A JPH08118488A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 繊維強化プラスチックの製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6284312A JPH08118488A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 繊維強化プラスチックの製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08118488A true JPH08118488A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17676921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6284312A Pending JPH08118488A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 繊維強化プラスチックの製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08118488A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011255619A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Toyota Motor Corp | 繊維強化プラスチック成形体の製造方法 |
| CN102677389A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-19 | 宜兴市华恒高性能纤维织造有限公司 | 十字型三维五向筋条的织造方法 |
| CN105297278A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 国家电网公司 | 一种适用于复合材料的编织成型工艺及编织机械 |
| CN110373807A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-10-25 | 中国纺织科学研究院有限公司 | 一种三维编织板簧预成型体及其编织工艺 |
-
1994
- 1994-10-25 JP JP6284312A patent/JPH08118488A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011255619A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Toyota Motor Corp | 繊維強化プラスチック成形体の製造方法 |
| CN102677389A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-19 | 宜兴市华恒高性能纤维织造有限公司 | 十字型三维五向筋条的织造方法 |
| CN105297278A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 国家电网公司 | 一种适用于复合材料的编织成型工艺及编织机械 |
| CN110373807A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-10-25 | 中国纺织科学研究院有限公司 | 一种三维编织板簧预成型体及其编织工艺 |
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