JPS59156718A - Ｆｒｐナツトの製造方法 - Google Patents

Ｆｒｐナツトの製造方法

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JPS59156718A
JPS59156718A JP58030876A JP3087683A JPS59156718A JP S59156718 A JPS59156718 A JP S59156718A JP 58030876 A JP58030876 A JP 58030876A JP 3087683 A JP3087683 A JP 3087683A JP S59156718 A JPS59156718 A JP S59156718A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＦＲＰナツトの製造方法に関する。史に詳し
くはこれ寸での金）ｆｉ４製のナツトに菅る強化プラス
チックス製〔以下ＦＢ、Ｐ　（ＦＩＢＥＲＴ（ＥＩＮＦ
ＯＲＯＥＤ　ＰＬＡＳＴＩＯ８の略）と略する〕ナンド
の製造方法に関するもので、プラスチックナツトの強要
不足をガラス繊維、炭素繊維等の長繊維の補強繊維を用
い、これに熱硬化性樹脂を含浸させ、＾強度のＦＲＰナ
ツトを製造する方法に関するものである。
金属製のボルト・ナツトは、種々の製品のファスナーと
して、犬は鉄骨構造体の組立てから、小はおもちゃの組
立てまで幅広く使用されて来た。
しかしながら金属製ナツト・ボルトの最大の欠点は腐蝕
及び場合に、よっては電気伝導性及び熱伝導性にある。
特に海水、汚水が常時接触するような人工魚礁用のしめ
つけボルト・ナツト、海洋構築物のしめつけポル］・・
ナツト、又、鉄道の電車等における絶縁どルト・ナツト
には欠点があった。
海水等の腐蝕に耐える金属としては、従来からチタンが
知れておシ、比重が軽い事等から航空他分野で使われて
来たが、高価な事と加工性の悪さがその用途拡大に対す
るネックとなってきた。又、腐蝕に対する対策としてプ
ラスチックス製のボルト・ナツトが登場したが、これら
（グすべて強度的に金属製のボルト・ナントニ遠く及ば
ず、構造体のファスナーとはなり得なかった。
電気絶縁性を必要とする重電の分野で（ｆま、ＦＲＰ製
のナツトがガラス繊維のヤーンクロスを使つ“たプリプ
レグ（樹脂を含浸し、半硬化状態にしたもの）を使用し
、これをプレス成形し、根を作製し、これより穴加工、
ネジ加工を施して作られてきた。
すなわち、ガラス繊維のヤーンクロスを樹脂層を通して
含浸したイ文、しぼりローラーを通しガラス繊維の含量
が６０％前後になるように調整し、この樹脂含浸ガラス
のクロスを半硬化させ、これを加熱プレス上で数十枚積
み重ね、プレスし加熱硬化させる方法である。この方法
によればクロスの厚みは０．１＋ｍｎ〜０．２５ｍｍ程
度であるので、ナツトのネジ山のピッチが１■〜２甜で
ちるダルトサイズがＭＩＯ〜Ｍ２５又はそれ以上のボル
ト用ナツトとしては、ネジ山にクロスが入り込み非常に
強度のあるナツトを作る事が出来る。しかしながら、欠
点としては高価なり−ンクロスを使う必要のある事と、
プレス成形の際、樹脂を含浸させたクロス（以下、プリ
プレグと称する）を数十枚積み重ねる（通常３０〜８０
枚）必要があり、非常に手間のかかる事がその短所であ
った。
本発明者らは鋭意研究の結果、上記のプリプレグによる
プレス法に対し、強度的にもコスト的にも、はるかに優
れたＦＲＰナツトの製造方法を完成するに至ったのであ
る。
すなわち、本発明は熱硬化性樹脂を含浸しだ引張弾性率
ｅｏｏｏ　ｇｙ／ｒｔａｎｚ以上、引張強度’　００　
’９／ｍ２以上の長繊維からなム強化プラスチックス用
強化繊維を、フィラメントワインディングマシーンによ
り、円筒状又は多角形のマンドレルに、綾角度をマンド
レルの回転軸に対して４５°７１−ら８７．５°の角度
に巻きつけ、ついで、これを軸方向にカットし、シート
状に切り開いて成形材料を作成し、この成形材料を、プ
レス成形する事により板状の成形物を作成し、この板に
穴をあけ、ネジ會切りナツトにするＦＲＰナツトの製造
方法にある。
第１図は、本発明の方法で巻かれたマンドレル上の・ξ
ターンの途中状態を示す。行さ２と、帰り１のＪｉが、
逆方向に綾を形成し、しかもお互いが重なり合う事がわ
かる。
第２図は綾角度が軸に対し鋭角になった＠台、滑り止め
にビンが必要になるが、その概念図である。
第３図は、水沫で作られたナツトの強度試験の方法を示
す概略図である。３は試験のだめの択ルト、４は試験の
ためのナツト、５は試験治具、６はナツトを止めるため
のスペーサーである。第４図は、本発明においてシート
状成形材Ａ、−ｒを作製するだめの装置の概要を示す。
７がマンドレル、８が綾をふるだめのトラ・２−ス、９
力ニ位ｊ月旨′蕗浸楓・、１０がロービング−Ｃある。
本発明は従来法のガラス−ヤーンクロス（製糸表工程を
必要とする）のかわりにガラス繊維ロービング（６００
〜１００００Ｔｅｘ）又は必要に応じてカーゼン繊維、
アラミＦｆ＆維を使用し、これケ製織する７５λわりに
フィラメントワインディングマシーンＶこより、樹脂を
含浸しながら、円筒、だ円又は多角形からなる筒（マン
ドレルと称する）の上に一定の綾角度（回転軸に対し４
５°〜８７．５°）で巻き取る。
第４図に、マシーン概略を示す。巻き厚みは、マンドレ
ルの直径により異なるが、この巻き取つ／ね成形材料を
軸方向に切り開いてノート状にした時、しわが発生しな
い厚みとして通常３〜１０叫カニ望甘しい。
この一定の綾角度で巻き取る事は非常に重置でろシ、た
とえば、回転軸に対し９００に巻き取ったいわゆる平行
巻きの成形用シートでは、一方向に並べてプレスした場
、合、繊維方向と直角方向にヌ寸しては樹脂の強度しか
なく、力がかかつプヒ場合、尚早に繊維方向にそってひ
び割れ金主じる結果となる。又この場合積層が、ヤーン
クロスの場合のように数十層の層になっていないだめ、
ナンドのネジ山にせん断力がかかった場合、容易にガラ
ス繊維同士を接着している樹力旨層で層間は〈・りを起
ず結果となる。又軸方向に対し、４５°以トの綾角度は
シートにした場合、綾角度を回転軸に対しθ−９０°−
４５°の綾角度で巻いたものと同じになり、意味を持た
ない。
シート状成形材刺を作るだめの補強用繊維としては、ガ
ラス繊維が最も安価であるが、必要にル６じてカーゼン
繊維、アラミド繊維、又は弾性率カニ６０００　Ｋｐ　
／昨２以上、引張強度が１００ＫＩ／ｍ２をこえるプラ
スチック強化用繊維ならば何れを用いてもよい。
父、これらを加熱成形し成形板となすだめの熱硬化性樹
脂としては、エポキシ樹脂が最も手軽であるが、不飽和
ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、その他必要に
応じて他の熱硬化性樹脂使用も可能である。
このような、フィラメントワインディングでシート状成
形材料を製造する方法は、特公昭５４−３０４２２号公
報、特公昭５４−３５２３２号公報及び特開昭５５−１
０３９２５号公報、特開昭５５−１０３９２６号公報に
開示されているが、本発明者らは鋭意研究の結果、ヤー
ンクロスやロービングクロスヲ用いて積層プレスするよ
シも、−ホの綾角度でもって層状に巻かれ、しかも綾角
度−が軸方向と９０°の面に対し左右対称なしかも互い
に上下する長繊維の２層の層の、積み重ねから形成され
ている成形材料を用い、１”Ｒ，Ｐナツトを製作する事
によシ、従作られて来たナツトを凌駕する強度を待つＦ
几Ｐナツトの製造方法を完成したものである。
この高強度の一安１大は、ネジ山錘ガラス繊維ロービン
グが入り込み、しかもこの入り込んだローピンク°の層
を、次の綾一度が逆方向のロービングの層がおさえてお
り、その層を文通な綾角度の１−がおさえつけるという
ぃ層状に綾角度が逆方向である層が交互に各層をおさえ
つける事によりネジ山が破壊する際に生じる層間はくり
強１度のアップに、効果をあけていると考えられる。
フィラメントワインディングで作られるシートの特長は
、軸方向の行きと帰りでマンドレル状に巻かれる糸の方
向が第１図のように互いに逆方向になり、しかも、マン
ドレル表面が１回完全に覆われた時点では、この逆方向
の層が１対ではじめて全面が覆われるため、２層の逆方
向のロービングの層ではじめて最低単位のシートが、作
り得るわけである。
この時、綾角度としては４５〜８７．５°が望ましいが
、実施例に見られるごとく（積層したシートを直角に積
み重ねて・も強度アップの利点は見られない事から、７
５°〜８５°が最適である。
す−なわち、４５°〜６０°の綾角度ではフィラメント
ワインディングの亦、マンドレル両端部での滑りのため
、ビンを打ってこれにワインディング中のロービングを
−引っ掛ける（第２図参照）等の工夫が必要となり、又
８７．５°よシ大きい角度では平行巻きに近くなり、先
に述べた、各層が互いの層を押さえ付ける効果が、うす
れてし貰う。加えるに、７５°〜８５°の綾角度に巻か
れた成形シートは、プレスの際、繊維方向へのチャージ
を１００％行う必要があるが、繊維と直角方向には金型
でのチャージ量が８０％〜９０％であっても均一に広が
り、全面が覆われるという利点がある。
以下実施例により、更に本発明を説明する。
゛実施例 ２０００　Ｔｅｘからなるガラス繊維ロービングを２４
本引き揃え、エポキシ樹脂（ＡＥＲ３５４・、・・・旭
化成工業株式会社製品番）１００部、メチルテトラヒド
ロ無水フタル酸７５部、Ｎ−’（４’−メトロキシベン
ジリデン）−４−アルキル（０４−７のアルキル基）ア
ニリン２部、からなる樹脂層を辿して樹脂を含浸せしめ
、絞り口を通す事により、樹脂量を２３部１重量％に絞
シ、これをｌ１ｌｌｉｉ６．４ｃｒｎに引き揃え、直径
９２釧のマンドレル上に綾角度８５°でもって均一に巻
きつけ、重量１２Ｆｆ５／ｍ２の成形用シートを作成し
た。
このシートを３０６ｎ角に裁断し、同一方向に３枚を積
み重ね、プレス金型でプレス成形によシ根を作製した（
これをＡ板と名うける）。成形条件は１２５℃、１時間
、プレス圧は５０　Ｋ９／ｃｍ２であった。
一方、シート３枚のうち中央の１枚を繊維方向に対し直
角になるように積み重ね、プレス成形を上記と同一条件
で行なって、板を作成した（これをＢ板と名づける）。
成７杉４反の、１享みは、それぞれ１５＋ｎ＋＋＋　、
　１５．５ｍｍであった。この板よ、！１１１２２ｍｍ
角のナンドを切り出し、ポ゛ルトＭ１０（ピッチ１．５
　＋＋＋＋ｎ　）用のネジ山をタップ加工によシ、作製
した。
同様に、重板のヤーンクロス積層板（、厚み１５閣、ヤ
ーンクロス６４枚積層、プリプレグをプレスしたもの）
より、上と同一条件でナンドを作製した（これをＣ板と
名づける）。
これらの強度を測定するため、ヤーンクロスからシリプ
レグプレス法により作られた丸棒（直径１０φ）に、ダ
イスによりＭｌｏ（ピッチ１．５欄）のネジ山を加工し
、ＦＩ（Ｐボルトを作成した（長さ１２０圏）。
これらを用いて、引張強度テストを行なった。
その結果を第１表に示す。なお、試験方法は第３図に示
す。
以下余白 第１表 実施例より、本発明の方法で作成したＡ　＋ｈの場合に
は、試験光５本のうち３本才でかゼルト破断を起こし、
ナツト強度としては十分である事がわかる。
一方、Ｂ＆より切り出したサンプルでは、−例以外はす
べてネジ山つぶれであったが、Ａ＆のナツト強度の平均
値１．５４　）ンと１１ぼ同じ１．４８　）ンが得られ
、プレスの除のシートの重ね方にはナツト強度はあ才り
影響されないシートの繊維方向に全シートを重ねてプレ
スする方が、強度的には少し医れたものが得られる。
なお、比較として作製したヤーンクロスからのプリプレ
グによるプレス成形品（Ｃ＆　）からのナツト場合は、
平均値１゜１５トンと低く、しかもすべてネジ山つぶれ
で、破損を起し、ている。
以上よシ、本発明による方法で作られたＰＲ，Ｐ裏ナツ
トの有利性は明らかである。
又、従来のヤーンクロスプリプレグ法では織機でヤーン
クロスを作製するため、製織工程を必要とし、又ヤーン
自身も本発明によるロービングに比べ倍近い原材料コス
トを必散とする。
しかるに、本発明によれ°ば、製織工程が省略出来、又
強化繊維としても撚糸等を必要とせずＴＥＸとして２，
０ＯＯＴＥＸという太い糸が使用出来るため、５スト的
にも非常に安価にＦＲＰ製ナツトが作製可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発咀の方法で巻かれたマンＦレル上のノミ
ターンの途中状態を示す。 第２図は綾角度が軸に対し鋭角になった場合の概念図で
ある。第３図は、不法で作られたナツトの強度試験の方
法を示す概１ＩｌｆｌｌＩ図である。第４図は本発明に
おいてシート状成形材料を作製するための装置の概要を
示す。 １・・・行き、２・・・帰り、３・・試験のだめのはル
ト、４・・・試験のだめのナツト、５・・・試験治具、
６・・・スヘ−１−−１７・・マンドレル、８・・トラ
ノ々−ス、９・・・樹脂含浸槽、１０・・・ロービング
。 特許出願人　旭化成、工業株式会社 第１図 ２２ １ 第２図 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 熱硬化性樹脂を含浸した引張弾性率６０００に９／篩２
    以上、引張強度１００に９／−以上の長繊維からなる強
    化プラスチックス用強化繊維を、フィラメントワインデ
    ィングマシーンにより、円内状又は多角形ノマンドレル
    に、綾角度をマン０ドレルの回転軸に対して４５°から
    ８７．５°の角度に巷きつけ、ついで、これをＩＱｈ方
    向にカットし、シート状に切り開いて成形材料を作成し
    、この成形材料を、プレス成形して板状の成形物を作成
    し、この板に穴をあけ、ネジを切りナツトにするＦＲＰ
    ナツトの製造方法
JP58030876A 1983-02-28 1983-02-28 Ｆｒｐナツトの製造方法 Granted JPS59156718A (ja)

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