JPH09300497A - 繊維強化プラスチック製大型柱状体 - Google Patents

繊維強化プラスチック製大型柱状体

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JPH09300497A
JPH09300497A JP8121522A JP12152296A JPH09300497A JP H09300497 A JPH09300497 A JP H09300497A JP 8121522 A JP8121522 A JP 8121522A JP 12152296 A JP12152296 A JP 12152296A JP H09300497 A JPH09300497 A JP H09300497A
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layer
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resin
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Akihiko Kitano
彰彦 北野
Masanobu Kobayashi
正信 小林
Motoi Ito
基 伊藤
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】FRP製の大型柱状体の圧縮強度を向上させ、
より軽量化で安全性の高い大型柱状体を提供する。 【解決手段】連続である補強繊維と樹脂とからなる繊維
強化プラスチックから構成された隣接する[A]、
[B]、[C]の3層を少なくとも有する繊維強化プラ
スチック製大型柱状体であって、[B]の補強繊維は該
柱状体の長手方向に配列する炭素繊維であり、[A]と
[C]の補強繊維は上記柱状体の長手方向に対し±50
〜±70度に配列する炭素繊維またはガラス繊維である
ことを特徴とする繊維強化プラスチック製大型柱状体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、建材、構築物、
航空機、船舶等に使用される一次構造材料となる補強繊
維と樹脂とからなる繊維強化プラスチック(以下FRP
と略す)製の大型柱状体に関する。
【0002】
【従来の技術】レース用ヨットのマストに代表される大
型柱状体には、船艇の高速安定性能、操縦性、安全性を
得るために、軽量で、高剛性かつ高強度であることが要
求される。しかも、空力学的に空気の剥離性がよい等の
必要性から、単なる円断面形状の柱状体では不十分であ
って、楕円断面や風洞実験で選定された特殊流線形状断
面の柱状体が要望される。
【0003】また、ポールと一般に称される長尺柱状体
においては、長手方向の重量のバランスをとる必要性か
ら柱状体にはテーパーがつけられることも要望される。
【0004】このような要望を満たす大型柱状体とし
て、近年FRP製のものが注目され、(1)特開昭57
−60989号公報、(2)特開昭59−63289号
公報、(3)特開平4−255306号公報などで提案
されている。
【0005】(1)特開昭57−60989号公報に
は、帆船用マストの船首及び船尾の少なくとも一方に外
側にふくらむように補強部を設けて、マストの剛性を増
強する技術が開示されている。また、該公報には、マス
トのねじり剛性を向上させる目的でマストの軸方向に対
し±20〜±70度方向に配向された層を補強部の内側
に設けた構造が示されている。
【0006】(2)特開昭59−63289号公報に
は、FRP製サーフィン用マストにおいて、ガラス繊維
とガラス繊維よりも高い弾性率を有する補強繊維を有す
る中間層を、ガラス繊維を補強繊維とする層で両側から
挟んだ中空円筒構造が開示されている。
【0007】(3)特開平4−255306号公報に
は、炭素繊維とエポキシ樹脂からなる一方向プリプレグ
を積層した2分割一体構造のシェルを長さ方向に接合し
て得られる大型柱状体が開示されている。
【0008】一方、FRPは、金属材料とは異なり、引
張強度に比して圧縮強度が低く、このため構造用の大型
柱状体にFRPを使用する場合には、FRPの圧縮強度
をいかに高く発現させるかが軽量化を達成するための鍵
となっている。言い換えれば、圧縮強度が大型柱状体の
重量を決めている場合がほとんどである。
【0009】上記した特開(1)〜(3)はいずれも、
軽量でありかつ高性能であるFRP製の大型柱状体に関
するものであにもかかわらず、上記特開(3)のみが、
大型柱状体の圧縮強度を向上させる手段として、繊維配
向度0度層を50%以上にするか、必要に応じ45度層
または90度層を組み合わせて積層すること望ましいこ
とを述べているに過ぎない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
したFRP製の大型柱状体の圧縮強度を向上させ、より
軽量化で安全性の高い大型柱状体を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
繊維強化プラスチック製大型柱状体は、連続である補強
繊維と樹脂とからなる繊維強化プラスチックから構成さ
れた隣接する[A]、[B]、[C]の3層を少なくと
も有する繊維強化プラスチック製大型柱状体であって、
[B]の補強繊維は該柱状体の長手方向に配列する炭素
繊維であり、[A]と[C]の補強繊維は上記柱状体の
長手方向に対し±50〜±70度に配列する炭素繊維ま
たはガラス繊維であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の大型柱状体を、図1に示
す一実施形態により説明する。
【0013】図1は、本発明にかかる繊維強化プラスチ
ック製大型柱状体の一実施態様を示す概略図である。
【0014】大型柱状体1は、連続である補強繊維と樹
脂とからなる繊維強化プラスチックから構成された、隣
接する符号2で示す[A]層、符号3で示す[B]層、
符号4で示す[C]層の3層を少なくとも有し、かつ、
[B]の補強繊維は柱状体の長手(軸)方向に配列する
炭素繊維であり、[A]と[C]の補強繊維は柱状体の
長手方向に対し±50〜±70度に配列している炭素繊
維またはガラス繊維である。
【0015】本発明にかかる大型柱状体は、ヨットのマ
ストに代表されるような、通常、長さが2m〜20m程
度、太さ(断面の最大外接円の直径)が30mm〜50
0mm程度の筒状体のものであることが好ましい。
【0016】柱状体断面の形状は円形、楕円形、おむす
び形、卵形、流線翼形など多様であり、他の部品接続の
ための孔やくびれ部を有することもある。また、断面が
中空状のものであることが好ましい。
【0017】まず、[B]層は大型柱状体を軽量にする
ため、補強繊維は連続である炭素繊維よりなる。
【0018】一般に、炭素繊維にはポリアクリルニトリ
ルを原料とするPAN系炭素繊維とピッチ系の炭素繊維
が主として用いられるが、本発明にかかる炭素繊維は、
PAN系、ピッチ系のいずれでもよく、弾性率が200
GPa以上700GPa以下、強度1GPa以上、10
GPa以下のものであることが好ましい。また、連続繊
維は、通常、繊維長さが1m以上の長繊維のものであ
る。
【0019】樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビ
ニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬
化性樹脂、あるいは、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ABS樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール
樹脂、ポリカーボネート等の樹脂などの熱可塑性樹脂な
どが使用できる。柱状体の圧縮強度を高くするという点
では、これら樹脂の中で弾性率が3GPa以上のものが
好ましい。ここで、樹脂弾性率は、例えばJIS K−
7113によって測定されるものである。
【0020】また、大型長尺柱状体が帆船やヨット用の
マストなどの海水と接触する場合には、耐食性に優れる
ビニルエステルやポリエステル、あるいはこれらを主成
分とする樹脂が好ましい。
【0021】上記樹脂中に占める補強炭素繊維の重量含
有率は、樹脂中での補強繊維の強度・弾性率の発現率を
高めるという観点から、45%〜85%であることが好
ましい。これは、45%未満であると樹脂が多すぎて軽
量化効果が小さく、85%を超えると樹脂が繊維の回り
に十分いきわたらず、繊維間の応力伝達が不良となるか
らである。さらに、成形のし易さという観点からは、樹
脂中に占める補強炭素繊維の重量含有率は、55%〜7
5%であるとより好ましい。
【0022】また、炭素繊維には、樹脂との接着が良好
となるように表面処理及びサイジング剤が施されている
ことが好ましい。
【0023】[B]層を構成する連続である炭素繊維の
配列は、理想的には柱状体の長手(軸)方向であること
が好ましいが、現実的には柱状体軸方向に対して±5度
以内であれば差し支えない。
【0024】大型柱状体が帆船やヨット用のマストの場
合には、操縦性を高めるために柱状体の剛性を確保する
必要があるので、上記[B]層の炭素繊維としては弾性
率が350GPa以上の炭素繊維が好ましい。
【0025】また、[B]の位置は柱状体の外層に近い
ほど柱状体の曲げ剛性は増す。また、さらに大きな曲げ
剛性の向上を必要とする場合には、柱状体の断面形状を
空力抵抗特性等を低下させない範囲で変更してもよく、
たとえば、具体的には、肉厚を増やして剛性を必要とす
る軸回りの断面2次モーメントを大きくするなどしても
よいし、特開昭57−60989号公報にあるように突
起状の補強部を設けても差し支えない。
【0026】さて、上記[B]層3の内側(内周側)お
よび外側(外周側)には、[B]層3に隣接して[A]
層2および[C]層4をそれぞれ存在させることが重要
である。
【0027】[A]及び[C]層は連続である炭素繊維
またはガラス繊維からなるが、繊維は柱状体の軸に対し
て±50〜±70度の方向に配列させている。これは
[B]層を両側から支持して[B]層の圧縮強度を高く
するためであり、±50度未満であると[B]層との間
で剥離が生じ、±70度より大きいと支持のための層の
厚みを大きくする必要が生じて柱状体の重量が大きくな
るからである。最も好ましい配列角は±55〜±65度
である。
【0028】なお、特開昭57−60989号公報に
は、マスト用円筒の船首または船尾方向にふくらむよう
に設けた補強部の内側に、ねじり剛性を向上させる目的
で、±20〜±70度方向に配向された繊維を有する層
を形成する技術が開示されているが、本発明において
は、補強部の存在は必ずしも必要ではなく、かつ、±5
0〜±70度の方向に連続繊維が配列している層を0度
層の内側と外側に存在させるものであり、これによっ
て、0度層の圧縮強度の向上、さらには大型柱状体の圧
縮強度の向上をはかったものである。
【0029】本発明においては、[B]層と[A]層と
の厚み比[B]:[A]、および[B]層と[C]層の
厚み比[B]:[C]は、1:0.05〜1:0.4の
範囲内であることが好ましい。1:0.05未満である
と上記した[B]層の支持効果が顕著でなくなり、ま
た、1:0.4を超えると支持効果は十分とはなるもの
の重量増となり柱状体の軽量化が顕著でなくなるからで
ある。支持効果と軽量化効果をよりバランスさせるとい
う観点からは、[B]:[A]及び[B]:[C]は、
1:0.1〜1:0.3であることがより好ましい。勿
論、[A]と[C]の厚みは同じである必要はないが、
対称性をもたせるという点からほぼ同じにすることがよ
り好ましい。
【0030】厚みは任意の5ケ所の層厚みをノギス等で
1/10mmまで測定した平均値で決める。
【0031】また、[A]または[C]は、層内におい
て、+方向と−方向に同量の繊維が配列した2方向配列
層となっているとより一層好ましい。より具体的には、
[A]または[C]層は+θ1(50度≦θ1≦70
度)に配列するプリプレグシートと−θ2(50度≦θ
2≦70度)に配列するプリプレグシートをそれぞれ1
枚以上積層した層、あるいは、FWによって同時形成さ
れる±θ(50度≦θ≦70度)層、あるいは2方向
(±50〜±70度の方向)に配列した織物であること
が好ましい。
【0032】従って、厳密には[A]層と[C]層の概
念は、連続する補強繊維が±50度〜±70度の範囲内
で規則的あるいは非規則的に配列した単層あるいは複数
層からなる層(部分)といえる。
【0033】大型柱状体が帆船やヨット用のマストの場
合には、柱状体のねじり剛性を高める効果を[A]また
は[C]層に持たせるという目的で、配列角度を±50
〜±55度にすることが有効である。また、[A]層ま
たは[C]層の厚み比を小さくして、例えば±45度層
を[A]または[C]層に隣接して設けて柱状体のねじ
り剛性を高くするとより好ましい。
【0034】[A]及び[C]を構成する補強繊維は炭
素繊維又はガラス繊維であるが、炭素繊維の場合は、上
記した[B]と同様のPAN系あるいはピッチ系炭素繊
維が好ましく、大型柱状体の場合には300GPa以上
の弾性率を有する炭素繊維が柱状体のねじり剛性を高め
るという点でより好ましい。
【0035】また、ガラス繊維としては、酸化珪素Si
2 を主成分とするいわゆるEガラス、Cガラス、Sガ
ラスなどの繊維状ガラスが好ましく用いられ、繊維径は
5〜20μm程度のものであることが好ましい。また、
本発明においては、汎用性の高いEガラスまたは強度の
高いSガラスとすることが好ましい。またガラス繊維に
は、炭素繊維同様、樹脂と相性のよい表面処理あるいは
サイジング剤が付与されていることが望ましい。
【0036】特開昭59−63289号公報には、内外
両面層をガラス繊維で、中間層をガラス繊維と炭素繊維
などのガラス繊維よりも弾性率の高い繊維を組み合わせ
て強化してなるサーフィン用マストが示されている。す
なわち、該公報においては、中間層にあたる部分にガラ
ス繊維が含まれており、また、中間層の配列は8〜30
度であるので、柱状体の圧縮強度の向上は十分ではな
い。また、該公報の中間層を挟むガラス繊維は、マスト
の曲げ剛性を炭素繊維を使用した場合よりも低くする目
的で使用しているが、本発明のA層およびC層は、中間
層であるB層の圧縮強度を向上させる目的で使用したも
のである。
【0037】また、特開平4−255306号公報に
は、高性能炭素繊維とエポキシ樹脂からなる繊維体積内
含有率が50〜70%、繊維配向度合0度層が50%以
上の一方向引き揃えプリプレグを外型にて縦方向に一体
となるよう積層し、成形した2分割一対のシェルを長さ
方向に接合して得られる大型柱状体が示されているが、
本発明では、上記特開のように2分割一体である必要は
ない。逆に2分割とすることにより、繊維が切断され、
柱状体の圧縮強度は著しく低下してしまうので好ましく
ない。また、該公報には、2分割とすることにより著し
く低下すると考えられるが、圧縮強度を高める方法とし
て、0度層を45度層または90度層と組み合わせて使
用することが示されているが、本発明においても、配向
±50〜±70度の範囲の[A]層、[C]層に加え
て、45度層をねじり剛性増強のために使用したり、9
0度層を柱状体径方向の強度・剛性向上の目的で使用す
ることは差し支えない。
【0038】以上、本発明を帆船用あるいはヨット用マ
ストを中心に述べたが、本発明の効果が発揮できる部材
としては、これら以外に建材、構築物、航空機、などに
使用される一次構造材が挙げられる。
【0039】本発明の大型柱状体の成形法としては、公
知のあらゆる成形法が利用できる。例えば、フィラメン
トワインド法(FW)、シートワインド法、シートレイ
アップ法、シートラップ法、テープワインド法、テープ
ラッピング法、ハンドレイアップ法、シートモールディ
ング法(SMC)、スタンピング成形法、レジンインジ
ェクション法、引き抜き成形法、プルワインド法等であ
る。なお、大型柱状体の成形において、[A]、
[B]、[C]層を同時に一体成形することが好ましい
が、厚物の場合には多段階(逐次)成形してもかまわな
いし、別々に成形してから接着接合しても差し支えな
い。
【0040】
【実施例】
実施例1 直径70mmのスチール製マンドレルに東レ(株)製の
炭素繊維T700S(伸度2.0%、弾性率230GP
a、糸径7μm)が一方向に配列したエポキシ樹脂プリ
プレグ(厚さ145μm、繊維目付=150g/m2
をマンドレル側より60度方向、−60度方向、0度方
向に12枚、−60度方向、60度方向に(合計16
枚)巻き付けて、オーブン中にて最高温度130度で2
時間かけて硬化させて積層構成が[60/−60/012
/−60/60]なる肉厚2.32mmの大型柱状体を
得た。0度層と±60度層(片側)の比率は0.17で
あった。
【0041】この柱状体の両端をスチール製の円管に接
着剤で固着して、ゲージ長200mmで圧縮試験したと
ころ、圧縮荷重は表1の通りであった。
【0042】実施例2 実施例1における60度層を50度層、−60度層を−
50度層とした以外は実施例1と全く同様にして、柱状
体を得た。また、実施例1と同様に圧縮試験した結果は
表1の通りであった。
【0043】実施例3 実施例1における60度層を70度層、−60度層を−
70度層とした以外は実施例1と全く同様にして、柱状
体を得た。また、実施例1と同様に圧縮試験した結果は
表1の通りであった。
【0044】実施例4 実施例1において、60度層と−60度層の積層枚数を
それぞれ4枚として積層構成が[(60)2 /(−6
0)2 /012/(−60)2 /(60)2 ]とした以外
は実施例1と同様にして肉厚2.90mmの大型柱状体
を得た。また、これを実施例1と同様に圧縮試験した結
果は表1の通りであった。
【0045】実施例5 実施例1において、60度層と−60度層の積層枚数を
それぞれ1枚と3枚として積層構成が[60/(−6
0)3 /012/(−60)3 /60]とした以外は実施
例1と同様にして肉厚2.90mmの大型柱状体を得
た。また、これを実施例1と同様に圧縮試験した結果は
表1の通りであった。
【0046】実施例6 実施例4において、60度層と−60度層のプリプレグ
を、厚さ25μm、繊維目付=25g/m2 のものとし
た以外は実施例1と同様にして肉厚1.94mmの大型
柱状体を得た。また、これを実施例1と同様に圧縮試験
した結果は表1の通りであった。
【0047】実施例7 実施例1において、[C]層に相当する60度層と−6
0度層を、厚さ25μm、繊維目付=25g/m2 のプ
リプレグ各2枚で構成した以外は実施例1と同様にして
肉厚2.08mmの大型柱状体を得た。また、これを実
施例1と同様に圧縮試験した結果は表1の通りであっ
た。
【0048】比較例1 実施例6における60度層を45度層、−60度層を−
45度層とした以外は実施例6と全く同様にして、柱状
体を得た。また、実施例6と同様に圧縮試験した結果は
表1の通りであった。
【0049】比較例2 実施例6における60度層を85度層、−60度層を−
85度層とした以外は実施例6と全く同様にして、柱状
体を得た。また、実施例6と同様に圧縮試験した結果は
表1の通りであった。
【0050】実施例8 実施例1において、マンドレルの径を40mmとした他
は実施例1と同様にして肉厚1.94mmの大型柱状体
を得た。また、これをゲージ長を150mmとして実施
例1と同様に圧縮試験した結果は表2の通りであった。
【0051】比較例3 実施例8において、60度層を85度層、−60度層を
−85度層とした以外は実施例8と同様にして肉厚1.
94mmの大型柱状体を得た。また、これを実施例8と
同様に圧縮試験した結果は表2の通りであった。
【0052】実施例9 直径70mmのスチール製マンドレルに東レ((株))
製の炭素繊維T700S(伸度2.0%、弾性率230
GPa、糸径7μm)の繊維束(フィラメント数=12
000本)にフェノール樹脂を含浸させてフィラメント
ワインド法にて[±60/±3/±60]なる構成に捲
回し、130℃のオーブン中で硬化させて、肉厚2.3
2mmの大型柱状体を得た。0度層と±60度層(片
側)の比率は0.15であった。
【0053】この柱状体の両端をスチール製の円管に接
着剤で固着して、ゲージ長200mm圧縮試験したとこ
ろ、圧縮強度は表3の通りであった。
【0054】実施例10 実施例9において、±60度層をガラス繊維(弾性率7
0GPa、糸径13μm)束(フィラメント数=690
0本)で形成した以外は実施例9と同様にして肉厚2.
46mmの大型柱状体を得た。また、これを実施例9と
同様に圧縮試験した結果は表3の通りであった。
【0055】比較例4 実施例9において、±60度層を±88度層とした以外
は実施例9と同様にして肉厚2.32mmの大型柱状体
を得た。また、これを実施例9と同様に圧縮試験した結
果は表3の通りであった。
【0056】
【表1】
【表2】
【表3】
【0057】
【発明の効果】以上説明したように、本発明におけるF
RP大型柱状体は、連続である補強繊維と樹脂とからな
る繊維強化プラスチックから構成された隣接する
[A]、[B]、[C]の3層を少なくとも有する繊維
強化プラスチック製大型柱状体であって、[B]の補強
繊維は該柱状体の長手方向に配列する炭素繊維であり、
[A]と[C]の補強繊維は上記柱状体の長手方向に対
し±50〜±70度に配列する炭素繊維またはガラス繊
維であることを特徴とすることにより、圧縮強度が高
く、従って従来の大型柱状体よりもさらに軽量とするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる繊維強化プラスチック製大型柱
状体の一実施態様を示す概略図である。
【符号の説明】
1:大型柱状体 2:[A]層 3:[B]層 4:[C]層
───────────────────────────────────────────────────── 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 B32B 17/04 B29C 67/14 R B63B 15/02 C // B29K 105:06 307:04 309:08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続である補強繊維と樹脂とからなる繊維
    強化プラスチックから構成された隣接する[A]、
    [B]、[C]の3層を少なくとも有する繊維強化プラ
    スチック製大型柱状体であって、[B]の補強繊維は該
    柱状体の長手方向に配列する炭素繊維であり、[A]と
    [C]の補強繊維は上記柱状体の長手方向に対し±50
    〜±70度に配列する炭素繊維またはガラス繊維である
    ことを特徴とする繊維強化プラスチック製大型柱状体。
  2. 【請求項2】[A]層と[B]層の厚み比([B]:
    [A])、および[C]層と[B]層の厚み比
    ([B]:[C])がともに1:0.05〜1:0.4
    の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の繊維
    強化プラスチック製大型柱状体。
  3. 【請求項3】柱状体がヨットまたは帆船用マストである
    ことを特徴とする請求項1または2記載の繊維強化プラ
    スチック製大型柱状体。
  4. 【請求項4】[B]の炭素繊維の弾性率が350GPa
    以上であり、[A]および[C]の補強繊維が弾性率3
    00GPa以上の炭素繊維であることを特徴とする請求
    項1〜3のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製大
    型柱状体。
  5. 【請求項5】断面が中空状であることを特徴とする請求
    項1〜4のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製大
    型柱状体。
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EP97922054A EP0844072B1 (en) 1996-05-16 1997-05-15 Large-sized columnar body of fiber-reinforced plastic
AU27889/97A AU711155B2 (en) 1996-05-16 1997-05-15 Large-sized columnar body of fiber-reinforced plastic
NZ329570A NZ329570A (en) 1996-05-16 1997-05-15 A large columnar body (e.g. yacht mast) formed out of a fiber-reinforced plastic comprising continuous fibers and a resin and which has three layers, one of the layers being carbon fiber
PCT/JP1997/001629 WO1997043115A1 (fr) 1996-05-16 1997-05-15 Corps colonnaire de grande dimension, realise en matiere plastique renforcee par des fibres
KR1019970709502A KR19990023032A (ko) 1996-05-16 1997-05-15 섬유강화 플라스틱제 대형 기둥형상체
US08/983,580 US5996521A (en) 1996-05-16 1997-05-15 Large-scale columnar structure made of a fiber reinforced plastic

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264381A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 General Electric Co <Ge> 複合材風力タービンタワー及びそれを製作する方法
JP2016203493A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 Jxエネルギー株式会社 パイプ成形体
JP2018177088A (ja) * 2017-04-18 2018-11-15 サノヤス造船株式会社 船舶用構造物及びその作成方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030201237A1 (en) * 2002-04-26 2003-10-30 Grichar Charles Newton Shale shakers
DE10258224A1 (de) * 2002-12-13 2004-06-24 Abb Research Ltd. Einrichtung zur Förderung von Rohöl
ATE509758T1 (de) * 2003-09-10 2011-06-15 Easton James D Inc Schuhwerkartikel mit einer einteiligen stützkonstruktion und herstellungsverfahren
ITPN20040008U1 (it) * 2004-04-23 2004-07-23 Triana Srl Albero perfezionato, in particolare per tavole a vela
GB2448363A (en) * 2007-04-13 2008-10-15 3M Innovative Properties Co Tubular support of composite material
GB2448362B (en) * 2007-04-13 2012-02-29 Frangible Safety Posts Ltd Sign post comprising composite material
ITUD20070082A1 (it) * 2007-05-09 2008-11-10 Italica Spa Procedimento per la produzione di alberi per tavole a vela ed albero per tavole a vela ottenuto mediante tale procedimento
DE102008022377B4 (de) * 2008-05-06 2014-02-13 Eurocopter Deutschland Gmbh Stützstrebe zur Abstützung eines in einem Flugzeugrumpf angeordneten Zwischendecks sowie Verfahren zur Herstellung eines Stangenkörpers für eine solche Stützstrebe
US20100148408A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Hai-Chou Yen Method of manufacturing a fiber reinforced plastic (FRP) lighting pole
DK2623770T3 (en) * 2012-02-02 2015-09-28 Siemens Ag Rotor hub for a wind turbine
US9964096B2 (en) * 2013-01-10 2018-05-08 Wei7 Llc Triaxial fiber-reinforced composite laminate
EP2891604A1 (de) * 2014-01-06 2015-07-08 Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH Mast für Segelfahrzeuge
KR101683511B1 (ko) * 2015-03-16 2016-12-07 현대자동차 주식회사 자동차용 범퍼 백 빔
US20170058547A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-02 Maple Mountain Composites Systems and Methods for Remote Tower Implementation
US11987981B2 (en) 2016-07-28 2024-05-21 Carboshield, Inc. Structural element reinforcement systems and methods
US11118364B2 (en) 2016-07-28 2021-09-14 Carboshield, Inc. Structural element reinforcement systems and methods
US11718965B2 (en) 2016-07-28 2023-08-08 Carboshield, Inc. Apparatus and method for reinforcing a partially submerged structural element
US10689868B2 (en) * 2016-07-28 2020-06-23 Carboshield, Inc. Reinforcing method for a structural element
KR102202377B1 (ko) * 2017-11-30 2021-01-12 (주)엘지하우시스 섬유강화 복합재 및 이의 제조방법
KR102023750B1 (ko) 2018-01-30 2019-09-20 호남대학교 산학협력단 지하철 승강장 보강 유리섬유기둥
GB202111881D0 (en) * 2021-08-19 2021-10-06 Rolls Royce Plc Shaft component and method for producing a shaft component
US11976768B2 (en) 2022-04-07 2024-05-07 Carboshield, Inc. Composite reinforcement of tubular structures

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5760989A (en) 1980-09-29 1982-04-13 Toho Rayon Co Ltd Mast for sailing boat
FR2501579A1 (fr) * 1981-03-13 1982-09-17 Verre Tisse Sa Structure tubulaire utilisable notamment pour la realisation de mats de voiliers de plaisance
JPS5963289A (ja) 1982-09-30 1984-04-10 Hitachi Chem Co Ltd ××××サ−フイン用マスト
US4597346A (en) * 1984-03-14 1986-07-01 The Coleman Company, Inc. Non-conducting mast for sailboats
US5048441A (en) * 1989-06-15 1991-09-17 Fiberspar, Inc. Composite sail mast with high bending strength
US5188872A (en) * 1989-06-15 1993-02-23 Fiberspar, Inc. Composite structural member with high bending strength
JP3376455B2 (ja) * 1990-06-14 2003-02-10 ファイバー スパー インコーポレイテッド 大きな曲げ強さを持つ複合構造部材
JPH0733073B2 (ja) * 1990-11-29 1995-04-12 三菱電機株式会社 繊維強化複合材製パイプ構造体とその製造方法
JPH04255306A (ja) 1991-02-07 1992-09-10 Mitsubishi Rayon Co Ltd 大型柱状体及びその製法
US5556677A (en) * 1994-01-07 1996-09-17 Composite Development Corporation Composite shaft structure and manufacture
JPH0740488A (ja) * 1993-07-28 1995-02-10 Mitsubishi Chem Corp 繊維強化樹脂管状体
JP3414082B2 (ja) * 1994-11-28 2003-06-09 東レ株式会社 繊維強化プラスチック製部材

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264381A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 General Electric Co <Ge> 複合材風力タービンタワー及びそれを製作する方法
JP2016203493A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 Jxエネルギー株式会社 パイプ成形体
JP2018177088A (ja) * 2017-04-18 2018-11-15 サノヤス造船株式会社 船舶用構造物及びその作成方法

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Publication number Publication date
EP0844072A4 (en) 2001-04-04
DE69726384D1 (de) 2004-01-08
ATE255000T1 (de) 2003-12-15
US5996521A (en) 1999-12-07
AU711155B2 (en) 1999-10-07
EP0844072B1 (en) 2003-11-26
NZ329570A (en) 1999-08-30
EP0844072A1 (en) 1998-05-27
KR19990023032A (ko) 1999-03-25
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