JPS5887042A - 繊維強化樹脂用補強材 - Google Patents
繊維強化樹脂用補強材Info
- Publication number
- JPS5887042A JPS5887042A JP56185649A JP18564981A JPS5887042A JP S5887042 A JPS5887042 A JP S5887042A JP 56185649 A JP56185649 A JP 56185649A JP 18564981 A JP18564981 A JP 18564981A JP S5887042 A JPS5887042 A JP S5887042A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reinforcing
- reinforcing material
- fibers
- sheet
- frp
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は繊維強化樹脂用補強材に関し、さらに詳しくは
、繊維強化樹脂の、たとえば工型材(′=!たはH型材
。以下工型材という)やT型材を成形するような場合に
特に好適な補強材に関する。
、繊維強化樹脂の、たとえば工型材(′=!たはH型材
。以下工型材という)やT型材を成形するような場合に
特に好適な補強材に関する。
繊維強化樹脂(以下FRPという)の補強材としては、
従来、炭素繊維やガラス繊維などの、いわゆる補強用繊
維からなる織物や、そのような織物全多層に重ね組織し
てなる。いわゆる多層織物カ知られている。しかしなが
ら、このような従来の補強材を用いて、FRPの、たと
えば工型材やT型材を成形しようとすると9作業が大変
繁雑であるばかりか、高い機械的強度のものが得られな
いという欠点があった・ すなわち、上記のような織物による。FRPの。
従来、炭素繊維やガラス繊維などの、いわゆる補強用繊
維からなる織物や、そのような織物全多層に重ね組織し
てなる。いわゆる多層織物カ知られている。しかしなが
ら、このような従来の補強材を用いて、FRPの、たと
えば工型材やT型材を成形しようとすると9作業が大変
繁雑であるばかりか、高い機械的強度のものが得られな
いという欠点があった・ すなわち、上記のような織物による。FRPの。
たとえば工型材は、織物全コの字状および逆コの字状に
折り曲げながら所望の枚数積層し、そうして得たコの字
状および逆コの字状の織物積層体全背中合せになるよう
に配置し1次いで、これに樹脂を含浸し、硬化させるこ
とによって成形している。しかしながら、織物のような
補強材を1枚1枚折り曲げ、積層し、その積層体を背中
合せに配置してゆく作業は大変わずられしい。もし、た
だ1枚の補強材で王型材全成形することができれば。
折り曲げながら所望の枚数積層し、そうして得たコの字
状および逆コの字状の織物積層体全背中合せになるよう
に配置し1次いで、これに樹脂を含浸し、硬化させるこ
とによって成形している。しかしながら、織物のような
補強材を1枚1枚折り曲げ、積層し、その積層体を背中
合せに配置してゆく作業は大変わずられしい。もし、た
だ1枚の補強材で王型材全成形することができれば。
作業性は大幅に同上する。−また、上記のようにして得
た工型材は、補強材の積層面および背中合せの面同志の
結合が樹脂のみによってイ1われることになり、これら
の面と直交する方向には補強用繊維が存在していないの
で1層間剪断強度や層間はく離強度が大変低い。さらに
、何らかの原因で」−配向にクラック全発生すると、そ
のクランクは面内で容易に成長し、結局■型材は理論値
よりもはるかに低い強度で破壊してしまう。
た工型材は、補強材の積層面および背中合せの面同志の
結合が樹脂のみによってイ1われることになり、これら
の面と直交する方向には補強用繊維が存在していないの
で1層間剪断強度や層間はく離強度が大変低い。さらに
、何らかの原因で」−配向にクラック全発生すると、そ
のクランクは面内で容易に成長し、結局■型材は理論値
よりもはるかに低い強度で破壊してしまう。
本発明の目的は、従来の補強材の上記欠点を解決し、F
RPの、たとえば王型材やT型11r−成形するような
場合に大変扱いやすく1作業性が高いばかりか、その工
型材やT型月の機械的強度ケも向上せしめることができ
る補強材を提供するにある。
RPの、たとえば王型材やT型11r−成形するような
場合に大変扱いやすく1作業性が高いばかりか、その工
型材やT型月の機械的強度ケも向上せしめることができ
る補強材を提供するにある。
」二記目的を達成するための本発明は、補強用繊維から
なる少なくとも2枚のシート状基材を積層してなる補強
材であって、かつその補強材は、」二記基材のすべて全
補強用繊維によって一体に保持してなる部分と、一体に
は保持していない、少なくとも2層に拡開可能な部分と
からなる稙維強化樹脂用補強拐を特徴とするものである
。
なる少なくとも2枚のシート状基材を積層してなる補強
材であって、かつその補強材は、」二記基材のすべて全
補強用繊維によって一体に保持してなる部分と、一体に
は保持していない、少なくとも2層に拡開可能な部分と
からなる稙維強化樹脂用補強拐を特徴とするものである
。
本発明の補強材の一笑施態様を祝明するに、第1図(概
略斜視図)および第2図(第1図のX −X新田1図)
i/i1″おいて、補強材1は、炭素厭維のマルチフィ
ラメントからなる4枚の平峡物4A、4B、AC,4D
全積層してなる。2は谷平織物の経糸であり、3は緯糸
である。
略斜視図)および第2図(第1図のX −X新田1図)
i/i1″おいて、補強材1は、炭素厭維のマルチフィ
ラメントからなる4枚の平峡物4A、4B、AC,4D
全積層してなる。2は谷平織物の経糸であり、3は緯糸
である。
上記4枚の平織物4A、4B、4C,4Dは。
補強材1の幅方向の中央部Aの部分のみにおいて上1己
経糸2と平行に配列された接結糸5によって一体に保持
されている。この接結糸5はガラス繊維のマルチフィラ
メントからなり、かつ」二記経糸2や緯糸ろの数分の−
の太さの細いものである。
経糸2と平行に配列された接結糸5によって一体に保持
されている。この接結糸5はガラス繊維のマルチフィラ
メントからなり、かつ」二記経糸2や緯糸ろの数分の−
の太さの細いものである。
そして、上記一体保持は、この細い接結糸5が94層に
積層された」二記平織物のうちの最外層の平織物4A、
4Dのそれぞれの緯糸6と一本とびに交錯することによ
って行われている。
積層された」二記平織物のうちの最外層の平織物4A、
4Dのそれぞれの緯糸6と一本とびに交錯することによ
って行われている。
一方、補強材1の幅方向の両端部、すなわち上記中央部
への部分を除く端部B、Cにおいては。
への部分を除く端部B、Cにおいては。
こんどは上側の2枚の平織物4A、’4Bが一体に保持
され、同様に下側の2枚の平織物40.4Dが一体に保
持されている。すなわち、この実施態様の補強材]は、
平織物4A、4B、4C,4Dの全部が一体保持されて
いない上記端部B、Cにおいて、平織物4A、4B、平
織物4C,4D全それぞれ1組として2層に拡開するこ
とができるものである。これら端部B、Oにおける平織
物4A4Bおよび平織物40,4Dの一体保持は、」二
記中央部Aにおける平織物4A、4B、40.4Dの一
体保持と全く同様に、ガラス繊維のマルチフィラメント
からなる接結糸5が、平織物4A、4Bまたは平織物4
0.4Dのそれぞれの緯糸6と一本とひに交錯すること
によってイ1われている。
され、同様に下側の2枚の平織物40.4Dが一体に保
持されている。すなわち、この実施態様の補強材]は、
平織物4A、4B、4C,4Dの全部が一体保持されて
いない上記端部B、Cにおいて、平織物4A、4B、平
織物4C,4D全それぞれ1組として2層に拡開するこ
とができるものである。これら端部B、Oにおける平織
物4A4Bおよび平織物40,4Dの一体保持は、」二
記中央部Aにおける平織物4A、4B、40.4Dの一
体保持と全く同様に、ガラス繊維のマルチフィラメント
からなる接結糸5が、平織物4A、4Bまたは平織物4
0.4Dのそれぞれの緯糸6と一本とひに交錯すること
によってイ1われている。
」二記のように補強材1は、拡開可能な端部B。
Cにおいて、平織物4A、4Bおよび平織物4C4D(
r−それぞれ1組として互に離反する方向に拡開し、樹
脂を含浸して硬化させることによって9第6図に示す如
きFRPの工型材全成形することができるものである。
r−それぞれ1組として互に離反する方向に拡開し、樹
脂を含浸して硬化させることによって9第6図に示す如
きFRPの工型材全成形することができるものである。
この場合、工型材のウェブ(指腹)は4枚の平織物の積
層構成となジ、一方フランジは2枚の平織物の積層構成
となって、ウェブ(指腹]とフランジではその厚みが異
ることになる。これを避けて各部全同一の厚みに構成し
たい場合には、補強材1の、工型材の上下各フランジ面
を構成する面、−rなわち上記端部B、Cを互に離反す
る方向に拡開して得られた面に、各25一 枚の同様の平織物を、好1しくに、補強用繊維の縫糸に
よって一体に取り付けておく。こうすることによるもう
一つの利点は、補強材1自;身が■型の形態を保持する
ことができるようになり、より扱いやすく1作業性が一
層向上することである。
層構成となジ、一方フランジは2枚の平織物の積層構成
となって、ウェブ(指腹]とフランジではその厚みが異
ることになる。これを避けて各部全同一の厚みに構成し
たい場合には、補強材1の、工型材の上下各フランジ面
を構成する面、−rなわち上記端部B、Cを互に離反す
る方向に拡開して得られた面に、各25一 枚の同様の平織物を、好1しくに、補強用繊維の縫糸に
よって一体に取り付けておく。こうすることによるもう
一つの利点は、補強材1自;身が■型の形態を保持する
ことができるようになり、より扱いやすく1作業性が一
層向上することである。
上述した実施態様において、平織物はシート状基材を構
成しているのであるが、これが平織物である必要は必ず
しもなく、他の組織の織物、たとえば綾織物、朱子織物
などであってもよい。また。
成しているのであるが、これが平織物である必要は必ず
しもなく、他の組織の織物、たとえば綾織物、朱子織物
などであってもよい。また。
シート状基材として、屈曲’z!しない真直ぐな補強用
繊維(マルチフィラメント)を互に平行かつシート状に
引き揃えてなる2個の糸条群を補助繊維によって一体に
練成した。いわゆるノンクリンプ織物を使用すると、補
強用繊維が応力の集中するような屈曲を肩していないた
めに、補強用繊維の特性が十分に発現されて、FRPの
機械的強度をより高くすることができるので好ましい。
繊維(マルチフィラメント)を互に平行かつシート状に
引き揃えてなる2個の糸条群を補助繊維によって一体に
練成した。いわゆるノンクリンプ織物を使用すると、補
強用繊維が応力の集中するような屈曲を肩していないた
めに、補強用繊維の特性が十分に発現されて、FRPの
機械的強度をより高くすることができるので好ましい。
そのようなノンクリンプ織物は、たとえば特開昭55−
30974考公報に記載されているようなものである。
30974考公報に記載されているようなものである。
さらに、シート状基材は織物である必要は必6−
すしもなく、チョツプドストランドマントやザーフエイ
スマントなどのマットや、フェルト、編組。
スマントなどのマットや、フェルト、編組。
紙のようなものであってもよい。
上記のようなシート状基材全構成する補強用繊維として
は、」−述した炭素繊維のほかに、たとえばガラス繊維
、ポリアラミド繊維、シリコンカーバイド繊維など、F
RPの補強用繊維として通常便用されている繊維を便用
することができる。2種以」二の補強用繊維全混用して
もよい。これらの補強用繊維はマルチフィラメントであ
り、かつFRP17i′成形する際の樹脂の含浸性をよ
<L、−1*B’RP中における繊維体積含有率を高く
するために。
は、」−述した炭素繊維のほかに、たとえばガラス繊維
、ポリアラミド繊維、シリコンカーバイド繊維など、F
RPの補強用繊維として通常便用されている繊維を便用
することができる。2種以」二の補強用繊維全混用して
もよい。これらの補強用繊維はマルチフィラメントであ
り、かつFRP17i′成形する際の樹脂の含浸性をよ
<L、−1*B’RP中における繊維体積含有率を高く
するために。
実質的に無撚であるのが好ましい。
へて屈曲の程度が大きいので、FRPに成形した場合、
そのFRPに加わる応力が接結糸に集中し。
そのFRPに加わる応力が接結糸に集中し。
接結糸が破断してその部分からFRPが破壊することが
ある。これを防止するために、接結糸はシート状基材全
構成している補強用繊維よりも破断た。接結糸の熱収縮
率が太きいと、FRPK:成形する際の成形温度によっ
て大きく収縮し、シート状基材全構成している補強用繊
維の配列を乱してし1うことがある。そのため、接結糸
は120℃における熱収縮率が2%以下であるようなも
のであるのが打着しい。」−述したような観点から、シ
ート状基材が炭素繊維からなるものである場合、接結糸
としてはガラス繊維′1.たけポリアラミド繊維が好適
である。
ある。これを防止するために、接結糸はシート状基材全
構成している補強用繊維よりも破断た。接結糸の熱収縮
率が太きいと、FRPK:成形する際の成形温度によっ
て大きく収縮し、シート状基材全構成している補強用繊
維の配列を乱してし1うことがある。そのため、接結糸
は120℃における熱収縮率が2%以下であるようなも
のであるのが打着しい。」−述したような観点から、シ
ート状基材が炭素繊維からなるものである場合、接結糸
としてはガラス繊維′1.たけポリアラミド繊維が好適
である。
シート状基材の積層数は、実施態様に示したような4層
である必要は全くなく、2層以上であればよく、成形す
るFRPの厚みや、拡開したい層数に応じて任意に変更
することができる。そして。
である必要は全くなく、2層以上であればよく、成形す
るFRPの厚みや、拡開したい層数に応じて任意に変更
することができる。そして。
この積層数や、すべてのシートF基材を一体保持する部
分を適宜選定することにより、実施態様で説明したまう
な工型材に限らず、第4〜11図に示’j、J:つない
ろいろな形状のFRPi成形することができる。なお、
これら第4〜11図において。
分を適宜選定することにより、実施態様で説明したまう
な工型材に限らず、第4〜11図に示’j、J:つない
ろいろな形状のFRPi成形することができる。なお、
これら第4〜11図において。
点線はすべてのシート状基材が一体保持されている部分
を示している。また、シート状基材は必ずしも同種のも
のである必要はなく、異る種類のシート状基材全、たと
えば交互に配置するようにしてもよい。さらに、基材と
して織物全円いる場合。
を示している。また、シート状基材は必ずしも同種のも
のである必要はなく、異る種類のシート状基材全、たと
えば交互に配置するようにしてもよい。さらに、基材と
して織物全円いる場合。
その経糸または緯糸の方向が補強材の長平方向に対して
±45度Vrなるように積層したり、あるいは、たとえ
ば第1図の実施態様の補強材において。
±45度Vrなるように積層したり、あるいは、たとえ
ば第1図の実施態様の補強材において。
第1層と第4層については経糸捷たは緯糸の方向が補強
材の長平方向に対して0度になるようにし。
材の長平方向に対して0度になるようにし。
第2層と第3層については上記±45度になるようにす
るなど、異る角度の組合せ積層とすることもできる。こ
のようにすると、FRPの異方性を大幅に改善すること
ができるので好ましい。なお。
るなど、異る角度の組合せ積層とすることもできる。こ
のようにすると、FRPの異方性を大幅に改善すること
ができるので好ましい。なお。
補強材は、全部の基材を一体に保持してなる部分を有し
ていることが必要であるが、711かる一体保持全して
いない部分、たとえば第1図における端部B、Oの部分
において、その部分の基材を一体に保持することは必す
しも必要でない。しかし。
ていることが必要であるが、711かる一体保持全して
いない部分、たとえば第1図における端部B、Oの部分
において、その部分の基材を一体に保持することは必す
しも必要でない。しかし。
そうするとより扱いやすくなり9作業性が一層向上する
。
。
9−
シート状基材の一体保持は、上記実施態様において説明
した接結糸vr限定されるものではない。
した接結糸vr限定されるものではない。
たとえば、ステインチ糸を用いてもよい。贅た。
シート状基材が織物Tらる揚1−:・には、特別の糸は
用いないで、相隣り合う一方の織物の一部の経糸″1.
たは緯糸と、他方の織物の一部の緯糸または経糸とを互
に交錯させることによって一体保持をイテうこともでき
る。このような−棒保持の方法は。
用いないで、相隣り合う一方の織物の一部の経糸″1.
たは緯糸と、他方の織物の一部の緯糸または経糸とを互
に交錯させることによって一体保持をイテうこともでき
る。このような−棒保持の方法は。
たとえば特開昭56−58024号公報に記載されてい
るようなものである。なお、シート伏基材全。
るようなものである。なお、シート伏基材全。
たとえば4枚積層する場合、2枚のシート伏基材ケ一体
に保持したもの全2組準備し、これらを積層して所望の
部分の一体保持ケ何うようにしてもよい。
に保持したもの全2組準備し、これらを積層して所望の
部分の一体保持ケ何うようにしてもよい。
FRPに成形する際に使用する樹脂は。たとえば不飽和
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など
、FRP用として周知のものであってよい。
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など
、FRP用として周知のものであってよい。
本発明の補強材音用い;FFRPの成形は、たとえば次
のようにしてイ丁う。
のようにしてイ丁う。
10−
すなわち、補強材全所望の形状の成形型内に配置し、成
形型内を減圧した後樹脂全圧力注入し。
形型内を減圧した後樹脂全圧力注入し。
加圧加熱して樹脂全硬化させる。樹脂の粘度が高い場合
には、樹脂をその硬化温度以下の温度で加熱して粘度全
下げ、一方成形型もあらかじめ力n熱しておくとよい。
には、樹脂をその硬化温度以下の温度で加熱して粘度全
下げ、一方成形型もあらかじめ力n熱しておくとよい。
また、補強材のプリプレグを成形型内に配置して成形す
るようにしてもよい。この場合、拡開可能な部分が樹脂
によって引つかないように、その部分にシリコーン樹脂
全塗布した紙や、プラスチックフィルムなどのセパレー
タを介在させておき、プリプレグにした後にセパレータ
全除去するようにすると9作業性が一層向上する。
るようにしてもよい。この場合、拡開可能な部分が樹脂
によって引つかないように、その部分にシリコーン樹脂
全塗布した紙や、プラスチックフィルムなどのセパレー
タを介在させておき、プリプレグにした後にセパレータ
全除去するようにすると9作業性が一層向上する。
本発明の補強材は、いろいろな用途のIT’RPに使用
することができる。たとえば、■型材やT型材に成形し
たものは桁材として好適である。そのような桁材は、た
とえは航窒機の翼のスキン材や。
することができる。たとえば、■型材やT型材に成形し
たものは桁材として好適である。そのような桁材は、た
とえは航窒機の翼のスキン材や。
床材全支持するのに好寸しく便用することができる。ぼ
た2本発明の補強材は、一般の構造用FRPのコーナの
補強材として1史用することができる。
た2本発明の補強材は、一般の構造用FRPのコーナの
補強材として1史用することができる。
さらに、拡開可能な部分を直角状捷たはわん曲状に成形
したものは、たとえば各種パイプやケーブルなどのホル
ダとして1更用することができる。また、比較的薄い補
強材は、たとえばFRP製魚釣魚釣用リール部の補強材
として用いることができる。
したものは、たとえば各種パイプやケーブルなどのホル
ダとして1更用することができる。また、比較的薄い補
強材は、たとえばFRP製魚釣魚釣用リール部の補強材
として用いることができる。
以上説明したように9本発明の補強材は、補強用繊維か
らなるシート状基材を積層してなる。いわゆる多層補強
材であって、かつその補強材は。
らなるシート状基材を積層してなる。いわゆる多層補強
材であって、かつその補強材は。
すべての上記基材を補強用繊維によって一体に保持して
なる部分と、一体には保持していない、少なくとも2層
に拡開可能な部分と力・らなっているので、拡開可能な
部分音いろいろな形に拡開するのみで、たとえば工型材
のような複雑な横断面形状を有するFRPでも一気に成
形することができ。
なる部分と、一体には保持していない、少なくとも2層
に拡開可能な部分と力・らなっているので、拡開可能な
部分音いろいろな形に拡開するのみで、たとえば工型材
のような複雑な横断面形状を有するFRPでも一気に成
形することができ。
扱いやすく1作業性が高い。かつ1本発明の補強材は、
すべての基材全一体に保持してなる部分においてその積
層方向にも補強用繊維が存在しているから9層間剪断強
度や層間はく離強度の高いFRPを得ることができ、ま
たこの部分にクランク金主ずるようなことがあっても、
そのクランクの成長が補強用繊維によって防止されるの
で、破壊強度も同上する。
すべての基材全一体に保持してなる部分においてその積
層方向にも補強用繊維が存在しているから9層間剪断強
度や層間はく離強度の高いFRPを得ることができ、ま
たこの部分にクランク金主ずるようなことがあっても、
そのクランクの成長が補強用繊維によって防止されるの
で、破壊強度も同上する。
第1図は本発明の補強材の一実施態様を示す概略斜視図
、第2図は上記第1図のX−X断面図。 第6図は上記第1図および第2図に示した補強材を用い
て成形したFRPの工型材紫示す概略斜視図、第4図〜
第11図はそれぞれ異る実施態様の本発明の補強材を用
いて成形し;1FRP’i示す概略斜視図である。 1:″#強材 2:経糸 6:緯糸 4A、4B、40.4D:平織物 5:接結糸 特許出願人 東 し 株 式 会 社−13= 第f図 第2図 第5図 第6図 第8図 第9図 第1θ図
、第2図は上記第1図のX−X断面図。 第6図は上記第1図および第2図に示した補強材を用い
て成形したFRPの工型材紫示す概略斜視図、第4図〜
第11図はそれぞれ異る実施態様の本発明の補強材を用
いて成形し;1FRP’i示す概略斜視図である。 1:″#強材 2:経糸 6:緯糸 4A、4B、40.4D:平織物 5:接結糸 特許出願人 東 し 株 式 会 社−13= 第f図 第2図 第5図 第6図 第8図 第9図 第1θ図
Claims (1)
- 補強用繊維からなる少なくとも2枚のシート状基材全積
層してなる補強材であって、かつその補強材は、前記基
材のすへて全補強用繊維によって一体に保持してなる部
分と、一体には保持していない、少なくとも2層に拡開
可能な部分とからなることを特徴とする繊維強化樹脂用
補強材。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56185649A JPS5887042A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 繊維強化樹脂用補強材 |
US06/765,989 US4622254A (en) | 1981-08-31 | 1985-08-14 | Fiber material for reinforcing plastics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56185649A JPS5887042A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 繊維強化樹脂用補強材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5887042A true JPS5887042A (ja) | 1983-05-24 |
JPH0143620B2 JPH0143620B2 (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=16174457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56185649A Granted JPS5887042A (ja) | 1981-08-31 | 1981-11-19 | 繊維強化樹脂用補強材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5887042A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0260938A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-03-01 | Toray Ind Inc | 積層構造体およびその製造方法 |
JP2008523264A (ja) * | 2004-12-08 | 2008-07-03 | アルバニー インターナショナル テクニウェイブ インコーポレイテッド | 3次元で一体的に織成された強化パネル |
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