JPH09132887A - 繊維強化樹脂ストランド及びその製造方法 - Google Patents
繊維強化樹脂ストランド及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH09132887A JPH09132887A JP28392695A JP28392695A JPH09132887A JP H09132887 A JPH09132887 A JP H09132887A JP 28392695 A JP28392695 A JP 28392695A JP 28392695 A JP28392695 A JP 28392695A JP H09132887 A JPH09132887 A JP H09132887A
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- JP
- Japan
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- strand
- fiber
- twisting
- strands
- resin
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度利用率の高い高強力の繊維強化樹脂スト
ランド及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 繊維強化樹脂ストランドを構成する素線
が０．５°〜１０°の撚角度を有する繊維強化樹脂スト
ランドであり、樹脂を含浸した強化繊維糸条に仮撚を付
与しながら加撚側で樹脂の軟化と硬化を行って得た素線
を複数本引揃えて加撚することによりストランド状とな
す際、硬化後の素線に０．５°〜１０°の撚角度を持た
せることによって製造される。
ランド及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 繊維強化樹脂ストランドを構成する素線
が０．５°〜１０°の撚角度を有する繊維強化樹脂スト
ランドであり、樹脂を含浸した強化繊維糸条に仮撚を付
与しながら加撚側で樹脂の軟化と硬化を行って得た素線
を複数本引揃えて加撚することによりストランド状とな
す際、硬化後の素線に０．５°〜１０°の撚角度を持た
せることによって製造される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は繊維強化樹脂ストラ
ンド（以下ＦＲＰストランドと略称する）及びその製造
方法に関する。
ンド（以下ＦＲＰストランドと略称する）及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＲＰストランドの製造は従来引抜成型
法により先ず素線を製造し、次いで素線を加撚した後
（或いは加撚しながら）複数本集束し、前記素線に発生
した撚トルクが消去されるストランド撚（従って一般的
には撚方向は素線撚と逆方向となる）を与えて、ＦＲＰ
ストランドを得ていた。
法により先ず素線を製造し、次いで素線を加撚した後
（或いは加撚しながら）複数本集束し、前記素線に発生
した撚トルクが消去されるストランド撚（従って一般的
には撚方向は素線撚と逆方向となる）を与えて、ＦＲＰ
ストランドを得ていた。
【０００３】また、本発明者等が先に特願平６−１８２
６３２号にて提案した、実質的に無撚の強化繊維糸条に
樹脂を含浸した後、仮撚を付与しながら、加撚側で樹脂
の軟化と硬化を行って得た円型断面を有するＦＲＰ素線
を複数本加撚して引取ることにより、１工程でＦＲＰス
トランドを得る方法もある。
６３２号にて提案した、実質的に無撚の強化繊維糸条に
樹脂を含浸した後、仮撚を付与しながら、加撚側で樹脂
の軟化と硬化を行って得た円型断面を有するＦＲＰ素線
を複数本加撚して引取ることにより、１工程でＦＲＰス
トランドを得る方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法で得られるＦＲＰストランドに於ては、それを構
成する素線は何れも撚構造を持っておらず、引張応力を
与えた場合素線にタテ割れが発生しやすく、強度利用率
が低いという問題があった。本発明はかかる従来の問題
点を解消し、強度利用率の高い高強力のＦＲＰストラン
ド及びその製造方法の提供を課題とする。
の方法で得られるＦＲＰストランドに於ては、それを構
成する素線は何れも撚構造を持っておらず、引張応力を
与えた場合素線にタテ割れが発生しやすく、強度利用率
が低いという問題があった。本発明はかかる従来の問題
点を解消し、強度利用率の高い高強力のＦＲＰストラン
ド及びその製造方法の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、繊維強化樹脂
ストランドを構成する素線が０．５°〜１０°の撚角度
を有することを特徴とする繊維強化樹脂ストランド、及
び樹脂を含浸した強化繊維糸条に仮撚を付与しながら加
撚側で樹脂の軟化と硬化を行って得た素線を、複数本引
揃えて加撚することによりストランド状となす際、硬化
後の素線に０．５°〜１０°の撚角度を持たせることを
特徴とする繊維強化樹脂ストランドの製造方法により、
上記課題を解決するものである。
ストランドを構成する素線が０．５°〜１０°の撚角度
を有することを特徴とする繊維強化樹脂ストランド、及
び樹脂を含浸した強化繊維糸条に仮撚を付与しながら加
撚側で樹脂の軟化と硬化を行って得た素線を、複数本引
揃えて加撚することによりストランド状となす際、硬化
後の素線に０．５°〜１０°の撚角度を持たせることを
特徴とする繊維強化樹脂ストランドの製造方法により、
上記課題を解決するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】従来、線状の繊維強化樹脂（線状
ＦＲＰ）の製造に於て、強化繊維糸条は撚構造を持たな
いことが好ましいと言われてきた。これは撚構造によっ
て樹脂の含浸が疎外されること、及び強化繊維に歪（糸
条の内・外層差）が発生し、強度の利用率が低下するこ
と等がその理由であった。特に炭素繊維の如く高弾性率
の繊維の使用に当たっては出来る丈応力の発生する方向
に添って繊維が配向すること、即ち撚構造を持たないこ
とが最適とされてきた。
ＦＲＰ）の製造に於て、強化繊維糸条は撚構造を持たな
いことが好ましいと言われてきた。これは撚構造によっ
て樹脂の含浸が疎外されること、及び強化繊維に歪（糸
条の内・外層差）が発生し、強度の利用率が低下するこ
と等がその理由であった。特に炭素繊維の如く高弾性率
の繊維の使用に当たっては出来る丈応力の発生する方向
に添って繊維が配向すること、即ち撚構造を持たないこ
とが最適とされてきた。
【０００７】本発明者等は、上記従来の考え方はＦＲＰ
ストランドについては妥当でないことを見い出した。即
ち、ＦＲＰストランドに於ては、素線が好ましくは０．
５°〜１０°の撚角度に相当する撚数を持つことによっ
て最大の引張強度を示すことを見い出したのである。こ
の様な現象は素線の引張強度でも認められるが、素線側
圧が発生するＦＲＰストランドに於て特に顕著に認めら
れる。
ストランドについては妥当でないことを見い出した。即
ち、ＦＲＰストランドに於ては、素線が好ましくは０．
５°〜１０°の撚角度に相当する撚数を持つことによっ
て最大の引張強度を示すことを見い出したのである。こ
の様な現象は素線の引張強度でも認められるが、素線側
圧が発生するＦＲＰストランドに於て特に顕著に認めら
れる。
【０００８】具体的には、従来のＦＲＰストランドの引
張試験に於て、素線に残留する撚トルク或いは素線間に
発生する側圧により先ず素線のタテ割れが発生し、次い
で全体の破断に至り、その強度利用率は約７０〜８０％
であるのに対して、素線が撚構造を有する場合の強度利
用率は、９５％以上が期待できることが認められた。こ
の理由は、引張りによる素線中心に向う圧縮応力の発生
が素線の圧壊を防止し、かつ樹脂と強化繊維との界面の
接着力増大により単繊維間の応力伝達が促進されるため
と考えられる。
張試験に於て、素線に残留する撚トルク或いは素線間に
発生する側圧により先ず素線のタテ割れが発生し、次い
で全体の破断に至り、その強度利用率は約７０〜８０％
であるのに対して、素線が撚構造を有する場合の強度利
用率は、９５％以上が期待できることが認められた。こ
の理由は、引張りによる素線中心に向う圧縮応力の発生
が素線の圧壊を防止し、かつ樹脂と強化繊維との界面の
接着力増大により単繊維間の応力伝達が促進されるため
と考えられる。
【０００９】撚角度は、素線の中心軸と強化繊維の繊維
軸とのなす角度として定義されるが０．５°未満では素
線中心に向う圧縮応力の発生が十分でなく、１０°を越
えると引張強度の低下が認められる。撚角度の最適値
は、素線を構成する強化繊維、樹脂、両者の界面の状
態、及びストランド撚数等様々な要因によって変化す
る。
軸とのなす角度として定義されるが０．５°未満では素
線中心に向う圧縮応力の発生が十分でなく、１０°を越
えると引張強度の低下が認められる。撚角度の最適値
は、素線を構成する強化繊維、樹脂、両者の界面の状
態、及びストランド撚数等様々な要因によって変化す
る。
【００１０】撚構造を有する素線を複数本加撚集束して
ＦＲＰストランドを得るが、このストランド撚の方向
は、素線の撚方向と同一であることが好ましい。異方向
の撚である場合は、ＦＲＰストランドに引張応力を与え
たとき、素線の割裂応力が発生し、引張強度を低下せし
める原因となる。この様な現象は、ＦＲＰストランドに
特有の現象であることが判明した。
ＦＲＰストランドを得るが、このストランド撚の方向
は、素線の撚方向と同一であることが好ましい。異方向
の撚である場合は、ＦＲＰストランドに引張応力を与え
たとき、素線の割裂応力が発生し、引張強度を低下せし
める原因となる。この様な現象は、ＦＲＰストランドに
特有の現象であることが判明した。
【００１１】本発明のＦＲＰストランドは、次の様な方
法によって得ることが出来る。すなわち、最も一般的方
法は、加撚した撚構造を有する強化繊維糸条に樹脂を含
浸するか、又は無撚の強化繊維糸条に樹脂を含浸した後
加撚し、次いで硬化して得た撚構造を有する素線を複数
本引き揃えて加撚集束することにより、ＦＲＰストラン
ドとする方法である。
法によって得ることが出来る。すなわち、最も一般的方
法は、加撚した撚構造を有する強化繊維糸条に樹脂を含
浸するか、又は無撚の強化繊維糸条に樹脂を含浸した後
加撚し、次いで硬化して得た撚構造を有する素線を複数
本引き揃えて加撚集束することにより、ＦＲＰストラン
ドとする方法である。
【００１２】また別の方法は、特願平６−１８２６３２
号明細書に示された方法よって、先ず１本の素線を形成
するに際し（同号明細書に示された方法では仮撚装置の
解撚側の撚数は０であるが、加撚側に加えられた撚数を
発生するトルクを有する）解撚側に発生する撚トルクを
解放することによって、撚構造を有する硬化した素線を
得、これを複数本引き揃えて加撚集束することによりＦ
ＲＰストランドとする方法である。
号明細書に示された方法よって、先ず１本の素線を形成
するに際し（同号明細書に示された方法では仮撚装置の
解撚側の撚数は０であるが、加撚側に加えられた撚数を
発生するトルクを有する）解撚側に発生する撚トルクを
解放することによって、撚構造を有する硬化した素線を
得、これを複数本引き揃えて加撚集束することによりＦ
ＲＰストランドとする方法である。
【００１３】さらに、特願平６−１８２６３２号明細書
に示された方法において、実質的に無撚の強化繊維糸条
に代えて、予め加撚集束した強化繊維糸条を用いること
により、一段階で本発明のＦＲＰストランドを得ること
も可能である。
に示された方法において、実質的に無撚の強化繊維糸条
に代えて、予め加撚集束した強化繊維糸条を用いること
により、一段階で本発明のＦＲＰストランドを得ること
も可能である。
【００１４】
【実施例】本発明を実施例によりさらに具体的に説明す
る。
る。
【００１５】［実施例１］０．８２ｇ／ｍの炭素繊維ト
ウ４本を１ｍ当たり５回のＺ撚（以下、撚回数／ｍ・Ｚ
と記載）を加えながら集束し、この加撚糸条にエポキシ
樹脂を含浸し、直径１．９ｍｍの絞りダイスで剰余樹脂
を除去し、硬化炉を経て、直径約１．９２ｍｍの撚構造
を有するＦＲＰ素線を得た。この素線の撚角度は約１．
７°であった。この素線７本を３回／ｍ・Ｚのストラン
ド撚を加えながら集束し、呼び径約５．８ｍｍの炭素繊
維強化樹脂ストランドを得た。得られた炭素繊維強化樹
脂ストランドの引張破断試験を行った結果を表１に示し
た。
ウ４本を１ｍ当たり５回のＺ撚（以下、撚回数／ｍ・Ｚ
と記載）を加えながら集束し、この加撚糸条にエポキシ
樹脂を含浸し、直径１．９ｍｍの絞りダイスで剰余樹脂
を除去し、硬化炉を経て、直径約１．９２ｍｍの撚構造
を有するＦＲＰ素線を得た。この素線の撚角度は約１．
７°であった。この素線７本を３回／ｍ・Ｚのストラン
ド撚を加えながら集束し、呼び径約５．８ｍｍの炭素繊
維強化樹脂ストランドを得た。得られた炭素繊維強化樹
脂ストランドの引張破断試験を行った結果を表１に示し
た。
【００１６】［比較例１］素線に撚構造を付与しない
（撚角度が０°である）以外は実施例１と同様に炭素繊
維強化樹脂ストランドを得た。得られた炭素繊維強化樹
脂ストランドの引張破断試験を行った結果を表１に示し
た。
（撚角度が０°である）以外は実施例１と同様に炭素繊
維強化樹脂ストランドを得た。得られた炭素繊維強化樹
脂ストランドの引張破断試験を行った結果を表１に示し
た。
【００１７】
【表１】
【００１８】［実施例２］０．８２ｇ／ｍの炭素繊維ト
ウ４本を５回／ｍ・Ｚの撚を加えながら集束し、エポキ
シ樹脂を含浸し、特願平６−１８２６３２号明細書に示
された方法により３回／ｍ・Ｚの仮撚を与えた。これに
よって、仮撚装置の加撚側の炭素繊維トウは、集束時に
加えられた５回／ｍ・Ｚの撚と仮撚装置により加えられ
た３回／ｍ・Ｚの撚の合計８回／ｍ・Ｚの撚が加えられ
た状態で硬化され、仮撚装置の解撚側では、素線は５回
／ｍ・Ｚの撚と３回／ｍ・Ｚの撚を発生するに相当する
トルクを有する素線となる。この様な製造単位を７単位
並列に並べ、得られた７本の上記残留トルクを有する素
線を引き揃えて１．２回／ｍ・Ｚのストランド撚を加え
て集束し引取った。尚、残留トルクを消去するために、
７本の素線の集束ガイドと加撚引取機の間に、エポキシ
樹脂の２次転位点以上に加熱した加熱炉を設けて通過さ
せ、ＦＲＰストランド撚の安定化を計った。得られたＦ
ＲＰストランドの引張強力は９４７ｇであり、破断モー
ドは実施例１のＦＲＰストランドの場合と類似であっ
た。尚、この場合の素線の撚角度は実施例１の場合と同
様に約１．７°であった。
ウ４本を５回／ｍ・Ｚの撚を加えながら集束し、エポキ
シ樹脂を含浸し、特願平６−１８２６３２号明細書に示
された方法により３回／ｍ・Ｚの仮撚を与えた。これに
よって、仮撚装置の加撚側の炭素繊維トウは、集束時に
加えられた５回／ｍ・Ｚの撚と仮撚装置により加えられ
た３回／ｍ・Ｚの撚の合計８回／ｍ・Ｚの撚が加えられ
た状態で硬化され、仮撚装置の解撚側では、素線は５回
／ｍ・Ｚの撚と３回／ｍ・Ｚの撚を発生するに相当する
トルクを有する素線となる。この様な製造単位を７単位
並列に並べ、得られた７本の上記残留トルクを有する素
線を引き揃えて１．２回／ｍ・Ｚのストランド撚を加え
て集束し引取った。尚、残留トルクを消去するために、
７本の素線の集束ガイドと加撚引取機の間に、エポキシ
樹脂の２次転位点以上に加熱した加熱炉を設けて通過さ
せ、ＦＲＰストランド撚の安定化を計った。得られたＦ
ＲＰストランドの引張強力は９４７ｇであり、破断モー
ドは実施例１のＦＲＰストランドの場合と類似であっ
た。尚、この場合の素線の撚角度は実施例１の場合と同
様に約１．７°であった。
【００１９】
【発明の効果】ＦＲＰストランドを構成する素線に撚構
造を付与することにより、従来のＦＲＰストランドでは
実現出来ない高い強度利用率を得ることができる。
造を付与することにより、従来のＦＲＰストランドでは
実現出来ない高い強度利用率を得ることができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 繊維強化樹脂ストランドを構成する素線
が０．５°〜１０°の撚角度を有することを特徴とする
繊維強化樹脂ストランド。 - 【請求項２】 素線の撚方向とストランドの撚方向とが
同一である請求項１記載の繊維強化樹脂ストランド。 - 【請求項３】 樹脂を含浸した強化繊維糸条に仮撚を付
与しながら加撚側で樹脂の軟化と硬化を行って得た素線
を複数本引揃えて加撚することによりストランド状とな
す際、硬化後の素線に０．５°〜１０°の撚角度を持た
せることを特徴とする繊維強化樹脂ストランドの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28392695A JPH09132887A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 繊維強化樹脂ストランド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28392695A JPH09132887A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 繊維強化樹脂ストランド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09132887A true JPH09132887A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17672007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28392695A Pending JPH09132887A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 繊維強化樹脂ストランド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09132887A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103422377A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-12-04 | 泰安鲁普耐特塑料有限公司 | 一种用于火场逃生安全绳的生产方法 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28392695A patent/JPH09132887A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103422377A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-12-04 | 泰安鲁普耐特塑料有限公司 | 一种用于火场逃生安全绳的生产方法 |
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