JPH081817A - 繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用スリーブと管状成形体 - Google Patents
繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用スリーブと管状成形体Info
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- JPH081817A JPH081817A JP6156482A JP15648294A JPH081817A JP H081817 A JPH081817 A JP H081817A JP 6156482 A JP6156482 A JP 6156482A JP 15648294 A JP15648294 A JP 15648294A JP H081817 A JPH081817 A JP H081817A
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- sleeve
- reinforcing
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 繊維補強管状成形体の材料として、ドレープ
性が良好で、成形体にした場合の樹脂の含浸や、補強繊
維の配向のバランスが良く、設計自由度の高い材料の提
供であり、補強効果に優れ、成形体の物性に方向性がな
く、耐衝撃特性や、振動減衰性、表面平滑性の良い繊維
補強管状成形体の提供を目的とする。 【構成】 熱可塑性樹脂繊維と補強繊維とが一本おきに
交互に配され、右回り方向の補強繊維と左回りの補強繊
維とのいずれか一方の補強繊維が常に他方向の補強繊維
の上に位置している繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用
スリーブ、及びこのスリーブを用いて成形した繊維補強
熱可塑性樹脂管状成形体
性が良好で、成形体にした場合の樹脂の含浸や、補強繊
維の配向のバランスが良く、設計自由度の高い材料の提
供であり、補強効果に優れ、成形体の物性に方向性がな
く、耐衝撃特性や、振動減衰性、表面平滑性の良い繊維
補強管状成形体の提供を目的とする。 【構成】 熱可塑性樹脂繊維と補強繊維とが一本おきに
交互に配され、右回り方向の補強繊維と左回りの補強繊
維とのいずれか一方の補強繊維が常に他方向の補強繊維
の上に位置している繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用
スリーブ、及びこのスリーブを用いて成形した繊維補強
熱可塑性樹脂管状成形体
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度を有する繊維補
強熱可塑性樹脂管状成形体に関し、特に、管状成形体を
製造するのに好適な熱可塑性樹脂繊維と補強繊維からな
る交織スリーブに関する。
強熱可塑性樹脂管状成形体に関し、特に、管状成形体を
製造するのに好適な熱可塑性樹脂繊維と補強繊維からな
る交織スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＦＲＰ又はＦＲＴＰ製の管状成形
体に関しては種々の方法が提案されている。例えば、
補強繊維を一方向に引き揃えたものに熱可塑性樹脂を含
浸させプリプレグとしそれを巻いて管状に成形したも
の、補強繊維と熱可塑性樹脂繊維とを交互に織り込ん
だ、いわゆる交織型のスリーブを成形したＦＲＴＰ管、
一方向にのみ配列した補強繊維と熱可塑性樹脂繊維で
編んだ一方向性スリーブを成形したＦＲＴＰ管、一方
向に引き揃えた補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた、
いわゆるプリプレグ材料を芯棒に巻き付け、加熱加圧し
て成形されたＦＲＰ管、あらかじめ熱可塑性樹脂を含
浸させた薄いシート材を芯棒に巻き付け、ポリイミドテ
ープをその上に巻き付け、加熱することによるポリイミ
ドテープの収縮力により、圧をかけ成形するＦＲＴＰ管
等があげられる。
体に関しては種々の方法が提案されている。例えば、
補強繊維を一方向に引き揃えたものに熱可塑性樹脂を含
浸させプリプレグとしそれを巻いて管状に成形したも
の、補強繊維と熱可塑性樹脂繊維とを交互に織り込ん
だ、いわゆる交織型のスリーブを成形したＦＲＴＰ管、
一方向にのみ配列した補強繊維と熱可塑性樹脂繊維で
編んだ一方向性スリーブを成形したＦＲＴＰ管、一方
向に引き揃えた補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた、
いわゆるプリプレグ材料を芯棒に巻き付け、加熱加圧し
て成形されたＦＲＰ管、あらかじめ熱可塑性樹脂を含
浸させた薄いシート材を芯棒に巻き付け、ポリイミドテ
ープをその上に巻き付け、加熱することによるポリイミ
ドテープの収縮力により、圧をかけ成形するＦＲＴＰ管
等があげられる。
【０００３】しかし、これらの方法にも次に述べるよう
な問題がある。の一方向性熱可塑性樹脂プリプレグの
場合は、プリプレクにドレープ性がないため巻き付け作
業性が悪く、加熱溶融し管状成形体にすると、成形体中
の補強繊維が不連続であり、曲げ強さ、ねじり強さが低
い。例えば、テニスラケットのような湾曲管では、プリ
プレグにドレープ性のないことにより管の内側にしわが
入りやすく、その結果補強材の配向に乱れを生じ、十分
な曲げ強さが得られない。の交織スリーブの場合は、
スリーブ自体はドレープ性を有しているため成形時の作
業性は良いが得られた成形体に次のような欠点がある。
補強繊維同志の織り交点が多いため、含浸不良によるボ
イドが発生しやすい。これは補強繊維同志が一本おきに
上下に交差し織り交点を形成しているため、補強繊維を
構成しているフィラメント束が上下の屈曲による張力を
受け、フィラメント束内部への溶融樹脂の浸入を阻害す
ることによる。また、成形体中の補強繊維の織り交点の
付近に樹脂だまりができやすく、材料の均一性に乏し
い。更に、補強繊維自体が織り込まれたいわゆる交織タ
イプのため、補強繊維が波打っていることにより、一方
向補強材料に比べ補強効果が少ない。補強繊維を交織し
ているため表面平滑性が悪い。特に、太番手の補強繊維
では樹脂の含浸が不十分となりやすく、成形体の曲げ強
度、ねじり強度が低くなる。含浸性を上げるために、成
形圧力を上げたり、加圧時間を延長したり、成形温度を
高めるなどの対策が考えられるが、いずれもコストアッ
プの要因となり、また、樹脂の劣化や、補強繊維の損傷
の要因ともなり好ましくない。
な問題がある。の一方向性熱可塑性樹脂プリプレグの
場合は、プリプレクにドレープ性がないため巻き付け作
業性が悪く、加熱溶融し管状成形体にすると、成形体中
の補強繊維が不連続であり、曲げ強さ、ねじり強さが低
い。例えば、テニスラケットのような湾曲管では、プリ
プレグにドレープ性のないことにより管の内側にしわが
入りやすく、その結果補強材の配向に乱れを生じ、十分
な曲げ強さが得られない。の交織スリーブの場合は、
スリーブ自体はドレープ性を有しているため成形時の作
業性は良いが得られた成形体に次のような欠点がある。
補強繊維同志の織り交点が多いため、含浸不良によるボ
イドが発生しやすい。これは補強繊維同志が一本おきに
上下に交差し織り交点を形成しているため、補強繊維を
構成しているフィラメント束が上下の屈曲による張力を
受け、フィラメント束内部への溶融樹脂の浸入を阻害す
ることによる。また、成形体中の補強繊維の織り交点の
付近に樹脂だまりができやすく、材料の均一性に乏し
い。更に、補強繊維自体が織り込まれたいわゆる交織タ
イプのため、補強繊維が波打っていることにより、一方
向補強材料に比べ補強効果が少ない。補強繊維を交織し
ているため表面平滑性が悪い。特に、太番手の補強繊維
では樹脂の含浸が不十分となりやすく、成形体の曲げ強
度、ねじり強度が低くなる。含浸性を上げるために、成
形圧力を上げたり、加圧時間を延長したり、成形温度を
高めるなどの対策が考えられるが、いずれもコストアッ
プの要因となり、また、樹脂の劣化や、補強繊維の損傷
の要因ともなり好ましくない。
【０００４】の一方向性スリーブの場合は、ドレープ
性もあり、得られた成形体の含浸性、表面平滑性もすぐ
れているが、補強繊維が一方向に配向しているため、成
形体に方向性ができてしまい、補強繊維の配向されてい
ない方向の曲げ強さや捩れ剛性が著しく低下する。従っ
て、この欠点を補うため、補強繊維を右回り方向に配し
たものと、左回り方向に配したものとの２種類のスリー
ブを一対として使用しなければならないという制約があ
り、１プライの成形体は難しい。 一方向にしか補強繊
維が配されていないため、積層時に補強繊維の配向が乱
れやすく、また、一方向に補強繊維、反対方向に熱可塑
性樹脂繊維と性質の異なる繊維をそれぞれ一方向に配し
ているため、スリーブ自身にねじれを生じる場合があ
り、これは積層時の作業性の低下や得られた成形体の物
性にも悪影響をもたらす。 更に、一方向にしか補強繊
維が配されていないため、スリーブ設計上の使用繊維の
選択や補強繊維の体積含有率等の自由度が少なく、ま
た、スリーブの積層構成の点でも自由度が少ない。
性もあり、得られた成形体の含浸性、表面平滑性もすぐ
れているが、補強繊維が一方向に配向しているため、成
形体に方向性ができてしまい、補強繊維の配向されてい
ない方向の曲げ強さや捩れ剛性が著しく低下する。従っ
て、この欠点を補うため、補強繊維を右回り方向に配し
たものと、左回り方向に配したものとの２種類のスリー
ブを一対として使用しなければならないという制約があ
り、１プライの成形体は難しい。 一方向にしか補強繊
維が配されていないため、積層時に補強繊維の配向が乱
れやすく、また、一方向に補強繊維、反対方向に熱可塑
性樹脂繊維と性質の異なる繊維をそれぞれ一方向に配し
ているため、スリーブ自身にねじれを生じる場合があ
り、これは積層時の作業性の低下や得られた成形体の物
性にも悪影響をもたらす。 更に、一方向にしか補強繊
維が配されていないため、スリーブ設計上の使用繊維の
選択や補強繊維の体積含有率等の自由度が少なく、ま
た、スリーブの積層構成の点でも自由度が少ない。
【０００５】の熱硬化性樹脂の一方向性プリプレグの
場合は、加熱硬化時の樹脂の流動性が良すぎるため、補
強繊維の体積含有率のコントロールが困難。ドレープ性
に乏しく、巻き付け作業性が悪い。また、積層構成が複
雑で積層工程に比較的長時間を要する。更に、マトリッ
クスが熱硬化性樹脂であるため成形体は硬くて脆いなど
の欠点を有する。と同様ドレープ性に乏しいため作
業性が悪い。また、圧力コントロールが難しいため、含
浸不良によるボイドが発生しやすく、成形体の厚みの制
御が難しい。
場合は、加熱硬化時の樹脂の流動性が良すぎるため、補
強繊維の体積含有率のコントロールが困難。ドレープ性
に乏しく、巻き付け作業性が悪い。また、積層構成が複
雑で積層工程に比較的長時間を要する。更に、マトリッ
クスが熱硬化性樹脂であるため成形体は硬くて脆いなど
の欠点を有する。と同様ドレープ性に乏しいため作
業性が悪い。また、圧力コントロールが難しいため、含
浸不良によるボイドが発生しやすく、成形体の厚みの制
御が難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようす
る課題は、繊維補強管状成形体の材料として、ドレープ
性が良好で、成形体にした場合の樹脂の含浸が良く、補
強繊維の配向のバランスがとれ、繊維の配向角度や補強
繊維の体積含有率などの材料の設計自由度が高い材料を
提供することであり、また、補強繊維の補強効果に優
れ、成形体の物性に方向性がなく、更に耐衝撃特性や振
動減衰性に優れ、表面平滑性の良い繊維補強管状成形体
を提供することを目的とする。
る課題は、繊維補強管状成形体の材料として、ドレープ
性が良好で、成形体にした場合の樹脂の含浸が良く、補
強繊維の配向のバランスがとれ、繊維の配向角度や補強
繊維の体積含有率などの材料の設計自由度が高い材料を
提供することであり、また、補強繊維の補強効果に優
れ、成形体の物性に方向性がなく、更に耐衝撃特性や振
動減衰性に優れ、表面平滑性の良い繊維補強管状成形体
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明者等は、鋭意研究の結果、熱可塑性樹脂繊維と
補強繊維とが一本おきに交互に配されており、右回り方
向に配された補強繊維と、左回り方向に配された補強繊
維とのいずれか一方の補強繊維が常に他方向に配された
補強繊維の上に位置している繊維補強熱可塑性樹脂管状
成形体用スリーブとすることにより前記課題の解決が可
能であることを見出だした。また、この繊維補強熱可塑
性樹脂管状成形体用スリーブを一層、又は、複数層積層
し、成形した繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体とするこ
とにより２番目の課題の解決が可能であることを見出だ
した。
に本発明者等は、鋭意研究の結果、熱可塑性樹脂繊維と
補強繊維とが一本おきに交互に配されており、右回り方
向に配された補強繊維と、左回り方向に配された補強繊
維とのいずれか一方の補強繊維が常に他方向に配された
補強繊維の上に位置している繊維補強熱可塑性樹脂管状
成形体用スリーブとすることにより前記課題の解決が可
能であることを見出だした。また、この繊維補強熱可塑
性樹脂管状成形体用スリーブを一層、又は、複数層積層
し、成形した繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体とするこ
とにより２番目の課題の解決が可能であることを見出だ
した。
【０００８】本発明の要旨は、補強繊維と熱可塑性樹脂
繊維とを別々に用い、図１に示すような織り組織でブレ
ーディングした繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用スリ
ーブ、及び、このスリーブを用いて成形された繊維補強
熱可塑性樹脂管状成形体である。 本発明のスリーブに
用いられる熱可塑性樹脂繊維は、通常の方法で溶融紡糸
により得られるフィラメント径５〜１００μｍ程度のマ
ルチフィラメント糸が適する。むろん、モノフィラメン
ト糸やスプリット糸のようなものでもブレーディング可
能であれば使用できる。熱可塑性樹脂繊維としては、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェ
ニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテ
ルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂の繊維が使用でき
る。補強繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミ
ド繊維、アルミナ繊維などが用いられ、フィラメント径
が３〜５０μｍ程度の、マルチフィラメント糸の状態で
通常用いられる。これら補強繊維と熱可塑性樹脂繊維と
の使用割合は、補強繊維が３０〜７０（容量）％になる
ことが望ましい。
繊維とを別々に用い、図１に示すような織り組織でブレ
ーディングした繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用スリ
ーブ、及び、このスリーブを用いて成形された繊維補強
熱可塑性樹脂管状成形体である。 本発明のスリーブに
用いられる熱可塑性樹脂繊維は、通常の方法で溶融紡糸
により得られるフィラメント径５〜１００μｍ程度のマ
ルチフィラメント糸が適する。むろん、モノフィラメン
ト糸やスプリット糸のようなものでもブレーディング可
能であれば使用できる。熱可塑性樹脂繊維としては、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェ
ニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテ
ルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂の繊維が使用でき
る。補強繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミ
ド繊維、アルミナ繊維などが用いられ、フィラメント径
が３〜５０μｍ程度の、マルチフィラメント糸の状態で
通常用いられる。これら補強繊維と熱可塑性樹脂繊維と
の使用割合は、補強繊維が３０〜７０（容量）％になる
ことが望ましい。
【０００９】本発明のスリーブの製造方法は、図３に示
すように予めブレーディング用の製紐管に別々に巻き取
った補強繊維７と熱可塑性樹脂繊維８を、製紐機の右回
りと左回りの管差し（６，５）に交互に、そしてこの補
強繊維と熱可塑性樹脂繊維の間には空の製紐管９をセッ
トする。この様にセットされた製紐機によりブレーディ
ングすることにより図１に示すような組織を有する筒状
のスリーブを製造できる。図１において１は、本発明の
実施例の一つであるスリーブの組織の一部を示すもので
ある。２は補強繊維を３は熱可塑性樹脂繊維を示す。補
強繊維２の中、２（ａ）は右回り方向に配された補強繊
維、２（ｂ）は左回り方向に配された補強繊維を示す。
熱可塑性樹脂繊維３も同様である。図中補強繊維２
（ｂ）はいずれも補強繊維２（ａ）の上に位置してい
る。従って、補強繊維同志は、織物における織り交点の
ように一本おきに上下して交差しているのではなく、単
に重なっているだけである。
すように予めブレーディング用の製紐管に別々に巻き取
った補強繊維７と熱可塑性樹脂繊維８を、製紐機の右回
りと左回りの管差し（６，５）に交互に、そしてこの補
強繊維と熱可塑性樹脂繊維の間には空の製紐管９をセッ
トする。この様にセットされた製紐機によりブレーディ
ングすることにより図１に示すような組織を有する筒状
のスリーブを製造できる。図１において１は、本発明の
実施例の一つであるスリーブの組織の一部を示すもので
ある。２は補強繊維を３は熱可塑性樹脂繊維を示す。補
強繊維２の中、２（ａ）は右回り方向に配された補強繊
維、２（ｂ）は左回り方向に配された補強繊維を示す。
熱可塑性樹脂繊維３も同様である。図中補強繊維２
（ｂ）はいずれも補強繊維２（ａ）の上に位置してい
る。従って、補強繊維同志は、織物における織り交点の
ように一本おきに上下して交差しているのではなく、単
に重なっているだけである。
【００１０】このようにして製造されたスリーブは、加
熱加圧成形されると、熱可塑性樹脂繊維だけが溶融さ
れ、補強繊維に含浸されて成形体中のマトリックスとな
る。このとき、補強繊維は溶融せずに残り、図２に示す
ように、一枚のスリーブ層内で右回り方向と左回り方向
の補強繊維は互いに織り込まれずに補強層を形成する。
このため、補強繊維同志が織り交点部を有する織物構造
の場合には、補強繊維が交点部と交点部の間で厚み方向
に屈曲した状態になるが、本発明の管状成形体の場合に
は、このような補強繊維の屈曲が生じることがなく、平
坦に並んだ状態になっている。又、一方向性スリーブの
場合は、積層成形する際に、補強繊維の方向が右回り方
向、左回り方向に交差するように積層することにより、
成形体全体として二方向に補強した形としなければ、両
方向のねじれ強度がいちぢるしく異なるという問題を抱
えていたが、本発明のスリーブでは図２に示すようにス
リーブ一層で右回り方向、左回り方向に互いに織り込ま
れない補強層が形成されるため、一層で成形することも
可能になり、それだけ設計の自由度が高くなる。
熱加圧成形されると、熱可塑性樹脂繊維だけが溶融さ
れ、補強繊維に含浸されて成形体中のマトリックスとな
る。このとき、補強繊維は溶融せずに残り、図２に示す
ように、一枚のスリーブ層内で右回り方向と左回り方向
の補強繊維は互いに織り込まれずに補強層を形成する。
このため、補強繊維同志が織り交点部を有する織物構造
の場合には、補強繊維が交点部と交点部の間で厚み方向
に屈曲した状態になるが、本発明の管状成形体の場合に
は、このような補強繊維の屈曲が生じることがなく、平
坦に並んだ状態になっている。又、一方向性スリーブの
場合は、積層成形する際に、補強繊維の方向が右回り方
向、左回り方向に交差するように積層することにより、
成形体全体として二方向に補強した形としなければ、両
方向のねじれ強度がいちぢるしく異なるという問題を抱
えていたが、本発明のスリーブでは図２に示すようにス
リーブ一層で右回り方向、左回り方向に互いに織り込ま
れない補強層が形成されるため、一層で成形することも
可能になり、それだけ設計の自由度が高くなる。
【００１１】本発明のスリーブを用いた管状成形体の成
形は次のようにして行う。まず、所定の形状をした芯棒
にスリーブを被覆する。この時、成形体の使用目的に応
じた強度、剛性を得るために、スリーブ層間に０°方
向、９０°方向などに一方向性プリプレグ、または交織
布等を配置しても良い。所定の枚数を被覆積層した後、
芯棒を抜き、代わりにシリコーンなどの内圧用チューブ
をセットする。このセットしたものを所定の金型にい
れ、加熱しながら内圧用チューブに窒素もしくは空気ガ
スなどを注入し、加圧する。圧力は５〜２０ｋｇ／ｃｍ
2 程度、温度は使用する樹脂の融点より３０〜５０℃程
度高い温度で成形する。その後金型を冷却し成形物を取
り出す。以上の操作を行うことにより連続繊維で補強さ
れた熱可塑性樹脂管状成形体が成形される。
形は次のようにして行う。まず、所定の形状をした芯棒
にスリーブを被覆する。この時、成形体の使用目的に応
じた強度、剛性を得るために、スリーブ層間に０°方
向、９０°方向などに一方向性プリプレグ、または交織
布等を配置しても良い。所定の枚数を被覆積層した後、
芯棒を抜き、代わりにシリコーンなどの内圧用チューブ
をセットする。このセットしたものを所定の金型にい
れ、加熱しながら内圧用チューブに窒素もしくは空気ガ
スなどを注入し、加圧する。圧力は５〜２０ｋｇ／ｃｍ
2 程度、温度は使用する樹脂の融点より３０〜５０℃程
度高い温度で成形する。その後金型を冷却し成形物を取
り出す。以上の操作を行うことにより連続繊維で補強さ
れた熱可塑性樹脂管状成形体が成形される。
【００１２】
【作用】本発明のスリーブは、従来の交織型スリーブに
比べ、補強繊維同志の織り交点が存在しないため、この
スリーブを用いて成形した管状成形体は、ボイドが少な
く表面平滑性の良い外観の優れた成形品となる。また、
本発明のスリーブは、基本的には一方向性の補強形態の
変形であるため、補強効果に優れ、機械的特性の優れた
成形体を得ることができる。即ち、一枚のスリーブの中
に右回り方向の補強繊維と左回り方向の補強繊維が、一
方向性スリーブにおける補強繊維と同じ状態で配置され
ていることになり、一枚のスリーブの中に方向の異なる
一方向性スリーブが並存している状態と見ることができ
る。従って、一方向性スリーブの有している利点である
補強繊維の直線性や樹脂の含浸性の良い、成形体にした
場合樹脂だまりの部分が少ない等の利点を有しており、
これが機械的特性の良い成形体を得ることにつながる。
また、樹脂の含浸性が良いことは、太番手の補強繊維の
使用も可能とするものであり、このことは、プライ数の
減少や、ブレーディング速度のアップ等の管状成形体の
コスト低減にもつながるものである。
比べ、補強繊維同志の織り交点が存在しないため、この
スリーブを用いて成形した管状成形体は、ボイドが少な
く表面平滑性の良い外観の優れた成形品となる。また、
本発明のスリーブは、基本的には一方向性の補強形態の
変形であるため、補強効果に優れ、機械的特性の優れた
成形体を得ることができる。即ち、一枚のスリーブの中
に右回り方向の補強繊維と左回り方向の補強繊維が、一
方向性スリーブにおける補強繊維と同じ状態で配置され
ていることになり、一枚のスリーブの中に方向の異なる
一方向性スリーブが並存している状態と見ることができ
る。従って、一方向性スリーブの有している利点である
補強繊維の直線性や樹脂の含浸性の良い、成形体にした
場合樹脂だまりの部分が少ない等の利点を有しており、
これが機械的特性の良い成形体を得ることにつながる。
また、樹脂の含浸性が良いことは、太番手の補強繊維の
使用も可能とするものであり、このことは、プライ数の
減少や、ブレーディング速度のアップ等の管状成形体の
コスト低減にもつながるものである。
【００１３】従来の一方向性スリーブの場合は、右回り
方向のスリーブと左回り方向のスリーブとを必ず対とし
て使わなければならず、積層枚数が偶数でなければ、ね
じれ強度が方向により異なるという問題がある。本発明
のスリーブは前記したように一枚のスリーブの中に右回
り方向と左回り方向の補強材を有するため、積層上の制
約はない。また、一方向性のスリーブと同数を積層した
場合、補強層は一方向性スリーブの場合に比べ２倍とな
る。このことは、成形体の強度や弾性率を向上させ、振
動減衰性などの特性を向上させることになる。また、本
発明のスリーブは、方向性がないため、スリーブ自体に
反りやねじれの発生が少ないため積層作業なども容易
で、得られた成形体にも反り、ねじれが発生しにくい。
更に、本発明のスリーブは、スリーブ自体に反り、ねじ
れがないために積層作業時に補強繊維の配向が乱れにく
く、また、一枚のスリーブ内に両方向の補強材が存在す
るため、加圧成形時の補強繊維の配向乱れも起こりにく
い。本発明のスリーブは、積層作業性や成形性に優れ、
機械的特性に優れた管状成形体を得ることを可能とす
る。
方向のスリーブと左回り方向のスリーブとを必ず対とし
て使わなければならず、積層枚数が偶数でなければ、ね
じれ強度が方向により異なるという問題がある。本発明
のスリーブは前記したように一枚のスリーブの中に右回
り方向と左回り方向の補強材を有するため、積層上の制
約はない。また、一方向性のスリーブと同数を積層した
場合、補強層は一方向性スリーブの場合に比べ２倍とな
る。このことは、成形体の強度や弾性率を向上させ、振
動減衰性などの特性を向上させることになる。また、本
発明のスリーブは、方向性がないため、スリーブ自体に
反りやねじれの発生が少ないため積層作業なども容易
で、得られた成形体にも反り、ねじれが発生しにくい。
更に、本発明のスリーブは、スリーブ自体に反り、ねじ
れがないために積層作業時に補強繊維の配向が乱れにく
く、また、一枚のスリーブ内に両方向の補強材が存在す
るため、加圧成形時の補強繊維の配向乱れも起こりにく
い。本発明のスリーブは、積層作業性や成形性に優れ、
機械的特性に優れた管状成形体を得ることを可能とす
る。
【００１４】
＜実施例１＞次の条件で炭素繊維／ポリアミド繊維のス
リーブを作成し、そのスリーブを用いパイプを成形し
た。 （１）使用材料 補強繊維 炭素繊維 １２Ｋ（東レ（株）：Ｔ−３００） フィラメント数 １２０００本 フィラメント径 ７μｍ 番手 ８００ｔｅｘ 熱可塑性樹脂繊維 ポリアミド ナイロン６ フィラメント数 ４８本 フィラメント径 ９５μｍ 番手 ４００ｔｅｘ （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 通常の６４打ち製紐機（例えば、国分（株）Ｎｏ．１０
１Ｌ）の管差しに、一本おきに繊維を巻き付けた製紐管
をセットする。セットの仕方は、図３に示すようにナイ
ロン６と炭素繊維を交互にセットするようにする。この
方法でブレーディングされたスリーブは、図４に示すよ
うな通常のスリーブの織り組織が交差する繊維同志が２
本おきに上下するような形態を持つのに対し、図１に示
すように交差する繊維同志が１本おきに上下するような
形態をとる。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 ４プライ 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３３（重量）％であった。
リーブを作成し、そのスリーブを用いパイプを成形し
た。 （１）使用材料 補強繊維 炭素繊維 １２Ｋ（東レ（株）：Ｔ−３００） フィラメント数 １２０００本 フィラメント径 ７μｍ 番手 ８００ｔｅｘ 熱可塑性樹脂繊維 ポリアミド ナイロン６ フィラメント数 ４８本 フィラメント径 ９５μｍ 番手 ４００ｔｅｘ （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 通常の６４打ち製紐機（例えば、国分（株）Ｎｏ．１０
１Ｌ）の管差しに、一本おきに繊維を巻き付けた製紐管
をセットする。セットの仕方は、図３に示すようにナイ
ロン６と炭素繊維を交互にセットするようにする。この
方法でブレーディングされたスリーブは、図４に示すよ
うな通常のスリーブの織り組織が交差する繊維同志が２
本おきに上下するような形態を持つのに対し、図１に示
すように交差する繊維同志が１本おきに上下するような
形態をとる。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 ４プライ 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３３（重量）％であった。
【００１５】＜比較例１＞次の条件で炭素繊維／ポリア
ミド繊維のスリーブを作成し、そのスリーブを用いパイ
プを成形した。 （１）使用材料 実施例１で用いた炭素繊維、ポリアミド繊維を用いた。 （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 左回りの管差しに炭素繊維、右回りの管差しにナイロン
繊維を仕掛ける。スリーブの右回り方向に炭素繊維、左
回り方向にナイロン繊維が配された一方向性スリーブが
得られた。反対に左回りの管差しにナイロン繊維、右回
りの管差しに炭素繊維を仕掛け、左回り方向に炭素繊
維、右回り方向にナイロン繊維の配された一方向性スリ
ーブが得られた。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 （２）で得られた２種類の一方向性ス
リーブを交互に積層し、４層構成とした。 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３３（重量）％であった。
ミド繊維のスリーブを作成し、そのスリーブを用いパイ
プを成形した。 （１）使用材料 実施例１で用いた炭素繊維、ポリアミド繊維を用いた。 （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 左回りの管差しに炭素繊維、右回りの管差しにナイロン
繊維を仕掛ける。スリーブの右回り方向に炭素繊維、左
回り方向にナイロン繊維が配された一方向性スリーブが
得られた。反対に左回りの管差しにナイロン繊維、右回
りの管差しに炭素繊維を仕掛け、左回り方向に炭素繊
維、右回り方向にナイロン繊維の配された一方向性スリ
ーブが得られた。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 （２）で得られた２種類の一方向性ス
リーブを交互に積層し、４層構成とした。 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３３（重量）％であった。
【００１６】＜比較例２＞次の条件で炭素繊維／ポリア
ミド繊維のスリーブを作成し、そのスリーブを用いパイ
プを成形した。 （１）使用材料 補強繊維は実施例１で用いた炭素繊維を用いた。 熱可塑性樹脂繊維 ポリアミド ナイロン６ フィラメント数 ４８本 フィラメント径 １００μｍ 番手 ４４０ｔｅｘ （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 左回りの管差しに炭素繊維、右回りの管差しにナイロン
繊維と炭素繊維を仕掛ける。炭素繊維一本の次ぎにナイ
ロン繊維７本を仕掛け、以後それを繰り返す。右回りの
管差しでは炭素繊維の容量％は１２．５％である。この
左右の構成を逆転させたスリーブも作成する。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 （２）で得られた２種類のスリーブを
交互に積層し、４層構成とした。 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．１ｍｍ、樹脂
分は３０（重量）％であった。
ミド繊維のスリーブを作成し、そのスリーブを用いパイ
プを成形した。 （１）使用材料 補強繊維は実施例１で用いた炭素繊維を用いた。 熱可塑性樹脂繊維 ポリアミド ナイロン６ フィラメント数 ４８本 フィラメント径 １００μｍ 番手 ４４０ｔｅｘ （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 左回りの管差しに炭素繊維、右回りの管差しにナイロン
繊維と炭素繊維を仕掛ける。炭素繊維一本の次ぎにナイ
ロン繊維７本を仕掛け、以後それを繰り返す。右回りの
管差しでは炭素繊維の容量％は１２．５％である。この
左右の構成を逆転させたスリーブも作成する。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 （２）で得られた２種類のスリーブを
交互に積層し、４層構成とした。 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．１ｍｍ、樹脂
分は３０（重量）％であった。
【００１７】＜比較例３＞次の条件で炭素繊維／ポリア
ミド繊維のスリーブを作成し、そのスリーブを用いパイ
プを成形した。 （１）使用材料 実施例１で用いた炭素繊維、ポリアミド繊維を用いた。 （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 左回りと右回りのかんさしにそれぞれ炭素繊維とナイロ
ン繊維の製紐管を一本おきに仕掛ける。いわゆる、通常
の交織スリーブが得られる。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 ４プライ 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３３（重量）％であった。
ミド繊維のスリーブを作成し、そのスリーブを用いパイ
プを成形した。 （１）使用材料 実施例１で用いた炭素繊維、ポリアミド繊維を用いた。 （２）ブレーディング 打ち数 ３２打ち 角度 ３０° スリーブ直径 ２２ｍｍ 左回りと右回りのかんさしにそれぞれ炭素繊維とナイロ
ン繊維の製紐管を一本おきに仕掛ける。いわゆる、通常
の交織スリーブが得られる。 （３）パイプ成形 （２）で得られたスリーブを用いて次の条件でパイプを
成形した。 成形条件 積層構成 ４プライ 温度 ２５０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 得られたパイプの外径２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３３（重量）％であった。
【００１８】＜比較例４＞次ぎの条件にて、炭素繊維／
エポキシ樹脂の熱硬化性プリプレグからなるパイプを作
成した。 （１）使用材料 炭素繊維ＵＤプリプレグ［東レ（株）製：Ｐ３０５１−１２］ 熱硬化性樹脂 エポキシ樹脂 補強繊維 炭素繊維［東レ（株）製：Ｔ−３００］ 質量 １２５ｇ／ｍ2 （２）パイプ成形 成形条件 積層構成 ＊４プライ 温度 １８０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 ＊一方向に引き揃えられた炭素繊維のＵＤプリプレグを
成形パイプの長さ方向に対し、炭素繊維が４５°になる
ようにカットし、これを心棒付きのシリコンチューブに
１枚２周ずつ交互に＋４５／−４５／＋４５／−４５の
ように巻き付ける。この時、プリプレグの管継目が交互
に反対側にくるように巻き付ける。そしてシリコンチュ
ーブの一方は止め栓をし、一方はＮ2 ガスボンベに接続
するための金具に取り付ける。その後、これを加熱しな
がら内圧用チューブにＮ2 ガスを注入し、加圧する。得
られたパイプの外径は２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３６％であった。
エポキシ樹脂の熱硬化性プリプレグからなるパイプを作
成した。 （１）使用材料 炭素繊維ＵＤプリプレグ［東レ（株）製：Ｐ３０５１−１２］ 熱硬化性樹脂 エポキシ樹脂 補強繊維 炭素繊維［東レ（株）製：Ｔ−３００］ 質量 １２５ｇ／ｍ2 （２）パイプ成形 成形条件 積層構成 ＊４プライ 温度 １８０℃ 圧力（内圧） １０ｋｇ／ｃｍ2 時間 ２０分 冷却速度 １５℃／分 ８０℃以下で脱型 ＊一方向に引き揃えられた炭素繊維のＵＤプリプレグを
成形パイプの長さ方向に対し、炭素繊維が４５°になる
ようにカットし、これを心棒付きのシリコンチューブに
１枚２周ずつ交互に＋４５／−４５／＋４５／−４５の
ように巻き付ける。この時、プリプレグの管継目が交互
に反対側にくるように巻き付ける。そしてシリコンチュ
ーブの一方は止め栓をし、一方はＮ2 ガスボンベに接続
するための金具に取り付ける。その後、これを加熱しな
がら内圧用チューブにＮ2 ガスを注入し、加圧する。得
られたパイプの外径は２２ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、樹脂
分は３６％であった。
【００１９】実施例１及び比較例１〜４で得られたパイ
プについて、曲げ強さ、ねじれ強さ、ボイド率などを測
定した。結果を表１に示す。
プについて、曲げ強さ、ねじれ強さ、ボイド率などを測
定した。結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】本発明の繊維補強熱可塑性樹脂管状成形
体用スリーブは、補強繊維が右回り方向、左回り方向の
いずれにも配置され、かつ、両方向の補強繊維同志が織
り交点を有していないため、管状成形体を成形した場合
に、補強繊維の配向性が良く、また、樹脂の含浸性も良
いため機械的特性の良い成形体を得ることができ、太番
手の補強繊維の使用も可能とする。更に本発明のスリー
ブは、繊維の配置に方向性がないため、スリーブ自体に
反り、ねじれが生じにくく、成形時の積層作業性が良い
という特徴も有する。また、繊維の配置に方向性がない
ため、積層構成に制約がなく一層だけでの成形も可能で
あり、それだけ成形体構成の設計の自由度が高い。本発
明の繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体は、補強繊維が右
回り方向、左回り方向の両方向に配置され、補強繊維の
配向性が良く、また、マトリックス樹脂の含浸性も良い
ため、機械的強度に優れ、かつ、外観の良い管状成形体
を提供することかできる。更に、マトリックス樹脂とし
て靱性に富む熱可塑性樹脂を用いていること、及び、ス
リーブのプライ数を同じにしても、成形体中の補強繊維
層の層数を多くすることができるため、衝撃特性や振動
減衰特性の良い成形体を可能とする。
体用スリーブは、補強繊維が右回り方向、左回り方向の
いずれにも配置され、かつ、両方向の補強繊維同志が織
り交点を有していないため、管状成形体を成形した場合
に、補強繊維の配向性が良く、また、樹脂の含浸性も良
いため機械的特性の良い成形体を得ることができ、太番
手の補強繊維の使用も可能とする。更に本発明のスリー
ブは、繊維の配置に方向性がないため、スリーブ自体に
反り、ねじれが生じにくく、成形時の積層作業性が良い
という特徴も有する。また、繊維の配置に方向性がない
ため、積層構成に制約がなく一層だけでの成形も可能で
あり、それだけ成形体構成の設計の自由度が高い。本発
明の繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体は、補強繊維が右
回り方向、左回り方向の両方向に配置され、補強繊維の
配向性が良く、また、マトリックス樹脂の含浸性も良い
ため、機械的強度に優れ、かつ、外観の良い管状成形体
を提供することかできる。更に、マトリックス樹脂とし
て靱性に富む熱可塑性樹脂を用いていること、及び、ス
リーブのプライ数を同じにしても、成形体中の補強繊維
層の層数を多くすることができるため、衝撃特性や振動
減衰特性の良い成形体を可能とする。
【図１】本発明のスリーブの一部拡大図
【図２】本発明の管状成形体中の補強繊維の配列状態を
模式的に示す拡大図
模式的に示す拡大図
【図３】本発明のスリーブをブレーディングする際の製
紐管の配置図
紐管の配置図
【図４】従来のスリーブの一部拡大図
１． 本発明のスリーブ ２． 補強繊維 （ａ：右回り方向 、ｂ：左回り方
向） ３． 熱可塑性樹脂繊維 （ａ：右回り方向 、ｂ：左
回り方向） ４． 本発明の管状成形体 ５，６．製紐機の管差し ７． 補強繊維が巻かれた製紐管 ８． 熱可塑性樹脂繊維が巻かれた製紐管 ９． 空の製紐管 １０．従来のスリーブ
向） ３． 熱可塑性樹脂繊維 （ａ：右回り方向 、ｂ：左
回り方向） ４． 本発明の管状成形体 ５，６．製紐機の管差し ７． 補強繊維が巻かれた製紐管 ８． 熱可塑性樹脂繊維が巻かれた製紐管 ９． 空の製紐管 １０．従来のスリーブ
───────────────────────────────────────────────────── 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 70/10 Ｂ２９Ｋ 105:08
Claims (2)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂繊維と補強繊維とが一本お
きに交互に配されており、右回り方向に配された補強繊
維と、左回り方向に配された補強繊維とのいずれか一方
の補強繊維が常に他方向に配された補強繊維の上に位置
していることを特徴とする繊維補強熱可塑性樹脂管状成
形体用スリーブ。 - 【請求項２】 請求項１記載の繊維補強熱可塑性樹脂管
状成形体用スリーブを一層、又は、複数層積層し、成形
したことを特徴とする繊維補強熱可塑性樹脂管状成形
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6156482A JPH081817A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用スリーブと管状成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6156482A JPH081817A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用スリーブと管状成形体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081817A true JPH081817A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15628728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6156482A Pending JPH081817A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体用スリーブと管状成形体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081817A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004531411A (ja) * | 2001-05-03 | 2004-10-14 | バーデー、 インコーポレイテッド | 防弾用途向け擬似一方向布帛 |
| JP2004292985A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Toray Monofilament Co Ltd | ケーブル保護スリーブ |
| JP2004332170A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Morito Co Ltd | チューブ状スリーブ |
| KR100465189B1 (ko) * | 2001-05-30 | 2005-01-13 | 김용석 | 다용도 메쉬호스의 제조방법 |
| JP2007537363A (ja) * | 2004-04-06 | 2007-12-20 | エーアーデーエス・ドイッチュラント・ゲーエムベーハー | 円形の編組（ｗｉｃｋｅｒｗｏｒｋ）技術によって、繊維複合材料の半製品を生産する方法 |
| WO2012014605A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社 豊田自動織機 | 繊維基材及び繊維強化複合材料 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP6156482A patent/JPH081817A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004531411A (ja) * | 2001-05-03 | 2004-10-14 | バーデー、 インコーポレイテッド | 防弾用途向け擬似一方向布帛 |
| KR100465189B1 (ko) * | 2001-05-30 | 2005-01-13 | 김용석 | 다용도 메쉬호스의 제조방법 |
| JP2004292985A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Toray Monofilament Co Ltd | ケーブル保護スリーブ |
| JP2004332170A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Morito Co Ltd | チューブ状スリーブ |
| JP2007537363A (ja) * | 2004-04-06 | 2007-12-20 | エーアーデーエス・ドイッチュラント・ゲーエムベーハー | 円形の編組（ｗｉｃｋｅｒｗｏｒｋ）技術によって、繊維複合材料の半製品を生産する方法 |
| JP4754554B2 (ja) * | 2004-04-06 | 2011-08-24 | エーアーデーエス・ドイッチュラント・ゲーエムベーハー | 円形の編組（ｗｉｃｋｅｒｗｏｒｋ）技術によって、繊維複合材料の半製品を生産する方法 |
| WO2012014605A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社 豊田自動織機 | 繊維基材及び繊維強化複合材料 |
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