JPS6186217A - 繊維強化プラスチツクの成形用中間素材 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと呼称する
）の成形用中間素材に係るものである。

（従来の技術） 従来Ｆ’ＲＰの成形方法として、生花性に優れ、且つ長
繊維を有効に活用する成形手段がなかったので、本発明
者等は嚢に％願昭５８−９０５８７号その他において新
しい成形手段を提案した。

しかしながらこの際ＦＲＰ成形の中間累月の一部に使用
する長繊維は成形過程に応じて円滑に変形する必要があ
り、その対策として本発明者等は昭和５９年９月１１日
付肋゛許出願（発明の名称：繊維強化プラスチツク成形
品及びその製造方法）において第９図及び第１Ｏ図に示
す紐組織の利用を提案した。

このような紐組織を有する成形用中間材（１）は、第９
図に示す如く、強化用短繊維とマトリックスとで構成さ
ｉした短繊維部（１α）と、その外周の強化用長繊維か
らなる組紐（ｌｂ）　（ｌＣ）　（ｌｄ）とよシ構成さ
れている。

前記Ｆ’ＲＰ成形用中間素材における外周部の良識　　
。

維組紐部分は、成形途上において最終成形品の形状に応
じて円周方向に拡大する必要があるが、このような成形
過程の変形においてよυ以上円滑に対応でき、また成形
品中において２方向の応力にも対応できる長繊維組織は
提案されたことがない。

（発明が解決しようとする問題点） 第１１図に示すゴム編（２）の如き編物組織は伸縮性を
有するため、前掲の成形法における長繊維組織として利
用できる。しかしながら通常１゛Ｒ？に利用する長繊維
は繊維自体が伸ひ難い材料を使用するため、伸縮性に富
んたゴム編の場合でも、円筒ｐ・４の円周方向において
さえも伸びはあまシ大きくできず、成形時の変形程度に
制約がある。また熱ｉＩ！／縮しようとする力も弱いた
め、第９図に示す組紐Ｍｉｋ　（ＩＱに代えて形状とし
て安定した成形用中間素材を製作すること、及び同中間
素材中に安定した編目を得ることが困難である。

（問題点を′ｒ１１決するための手段）本発明はこのよ
うな問題点を解決するだめに提案されたものであって、
長繊維に弾性糸を編込んた編地を強化材として内蔵して
なることを特徴と−するｔ叡維強化プラスチックの成形
用中間素材に係るものである。

（作用）及び（発明の効果） 本発明に係る繊維強化プラスチックの成形用中間素材は
、長繊維に弾性糸を編込んた絹地を強化材として内蔵し
ているので、成形用中間素材の製作にあ・いてその形状
が安定し、同中間素材からの成形過程にお・いて、変形
の必要な部分が夫々の部分で変形でき、またその円周方
向の拡大率も他の組織に比較して著しく犬となり、前記
編地は円滑に変形できる。このため複雑形状で成形用中
間素材からの変形量の大きな成形品にも容易に対応でき
、成形品においても編地の変形は編目が安定した状態で
完了する。

また長短繊維層を複合した成形品においては通常剥離が
生起して、成形品の利用限界応力を低下させる要因とな
るが、本発明に係る中間成形素材においては弾性糸を組
込んた編地における長繊維組織中の間隙に短繊維が進入
して強力なアンカー効果を発揮するため、長短両繊維層
の層間剥離の耐力が大幅に増大する。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図はＦＲＰ成形用中間素材の強化材を示し、長繊維
（３ａ）にスパンデックス系等の弾性糸（３ｂ）を添え
た、添糸編による平編組織の編地（３）よシ構成されて
いる。

第４図は前記中間素材の強化材の他の例を示し、長繊維
の東からなる糸（４α）に弾性糸（４ｂ）を挿入した、
弾性糸伸入編よシなるシングル編組織の編地（４）よシ
構成されている。

な２前記中間成形素材の強化材として使用される織地の
組織自体は一般の繊維で確立された既存の技術が適用さ
ｎ、長繊維自体の編組織は必要に応じて各種のものが利
用できる。

第３図は前記のように長繊維に弾性糸を編込んた編地（
５ｂ）を外周部に有し、内部に強化用短繊維とマトリッ
クスとで構成された短繊維部（５α）を有する円柱状の
成形用中間素材（５）を示す。

第４図及び第５図は同円柱状の成形用中間素材（５）を
利用して第６図に示す如き平歯車（６）を成形する過程
を示し、中間に成形品の形状に即応した空隙（７）を有
する上下金型（８）（９）間に前記成形用中間素材（５
）ｒ封入し、（第４図参照）上部ポンチＱＯ）を下方に
、下部ポンチ０υを上方に移動加圧することによって前
記成形用素材（５）を前記金型空隙（’／Ｊに満して、
（第５図参照）短繊維部（５ａ）が変形されて形成され
た短繊維部（６α）の外周に絹地が変形した長ｕｉ、維
部（６ｈ）が重層された成形品としての平歯車（６）を
成型する。

しかるのち金型温度を制御して合成樹脂の硬化を完了さ
せ、金型を開いて成形品を取出す。

なお第７図は第５図の■−■断面でみた平歯車（６）の
歯形部を示し、（６ｃ）は短繊維部（，５（Ｌ）と長繊
維部（５６）との境界面を示す。

また第８図は成形用中間素材（５）が変形し、外周に配
設した編地（５ｂ）が円周方向に拡大した場合の組織の
状態を示し、（５ｂ１）は円周方向部、（５ｂ２）は軸
方向部、（５ｂ３）はその交点を示すっなお長短繊維と
して利用する材料としては炭素、Ｎ　５　ス、金属、セ
ラミック等無機質及びアラミツド系等有機質繊維並にこ
れらを組合せたものが利用できる。

またマトリックスとしては熱可塑、熱硬化樹脂を問わす
、例えはポリアミド、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル、ビニルエステル桓］脂等が利用できる。成形用中間
素材の段階では充填剤、離型剤、硬化剤、増粘剤、安定
剤、着色剤等を予め混入、これが熱硬化樹脂の場合には
タック・フリー、所謂Ｂステージ（Ｂ−８ｔａｔ）ｔ　
）の状態で使用する。

また前記編地に利用する長繊維の形態としては編み工程
及び編組織としての曲げ半径、並に第８図に示す如く成
形品中で張力Ｆがかかった場合の交点（５ｂ３）におけ
る曲げ半径が過小になっても、繊維が破断しないように
微細な直径を素線とした繊維の束をロービング、または
ヤー７状態で利用し、交点（５ｂ３）における見掛は上
の曲げ半径を大きくすることが、第８図の矢印方向の抗
張力Ｆを増大させる上で有効である。

なおＦＲＰに利用するため、長繊維はシラン処理等必要
な表面処理を施した素線を使用し、集束剤を兼ねたマト
リックスでコーティングした糸で編組する場合と、編組
した後、マトリックスと一体化させる場合とがある。

前記成形用中間素材の製作法としては短繊維部と編地と
を別途に製作して一体してもよいし、短繊維部を押出し
ながらその外周で円筒編機によシ連続的に編地を被覆し
つつ所定長に切断することもできる。

図示の実施例は前記したように構成されているので、弾
性糸を編込んた珠地を利用した成形用中間素材からの成
形は、成形過程で変形の必方な部分が夫々の部分で変形
できる特徴を有し、またその円周方向の拡大率も他の組
織に比較して非常に大きな値をとることができる。この
ため、複雑な形状で、前記中間素材からの変形量の大き
な成型品にも容易に対応できる。

また第１図に示す如き、添糸編による平織組織の編地（
３）は、円筒編の場合、円周方向及びこれと直角方向に
大きな伸縮性を示し、第２図に示す如き弾性糸挿入編に
よるシングル編組織の編地（４）は円周方向にのみ大き
な伸縮性を有す。

このように弾性糸の利用方法、編組織の種類な成形品の
形状、要求物性に応じて適性のあるものを選択できる。

また編地を円周方向に拡大させるときの応力に応じた円
周長の限界値は、編回数、ピッチ等により比較的容易に
設定できるため、第８図に示すように、成形品表面にお
いて編目の糸が円周方向部（５ｂ１）においては直線と
なるように成形用中間素材における編組織を製作し、こ
の方向の強度向上を図ることができる。−力先の軸方向
部（５ｈ２）は周方向の強度、剛性を増大させるため、
成形品の形状、用途に応じては部品全体または局部的な
強匿石ト保に有効であり、この結果２方向の強度向上を
図ることができる。

また第７図に示す長繊維部（６ｂ）と短繊維部（６α）
との境界面（６Ｃ）は図示の如く長、短両繊維層を複合
した成形品において通常剥離が発生して、成形品の利用
限界応力を低下させる要因となるが、図示の実施例にお
けゐように編地を利用した場合には、長沈維組緑中の間
隙に短繊維部が進入して強力なアンカー効果を発揮する
ため、層間剥離の耐力が大幅に増大する。

なお編地に利用される弾性糸の比率は特に指定しないが
、長繊維の５％程度であり、ＦＲＰ成形品に占める比率
は更に少く、また例えばポリウレタン糸を中心に各種の
拐料が利用できるため、多くの場合成形品の物性に重大
な不具合を生起することなく利用できる。

更にまた短繊維部には安価なセ料を使用し、その外周部
に物性の優れた材料を使用して、全体として比較的低摩
に優れた物性の成形品を作ることができる。

以上円柱状成形用中間索拐の場合にクーて説明したが、
弾性糸を編込んた絹地は、円筒、楕円、矩形、多角形等
の連続断面を有する成形用中間素材の主として外周部、
及び場合に応じて局部に適用できる。また第３図に示す
実施例で、編地部分は１層としたが、多層とすることも
でき、長繊維材料との組合せれ々の編地への適用、並に
その組合せも可能である。

更に円筒編の編地場合、編糸ｌ織の密度、即ち伸長した
ときの最大円周値は編工程中に比較的容易に変更できる
ので、素材としての連続方向の均一性を物性にすれば成
形用中間索イオの成形後の部位に応じた最大円周値を与
えることによシ連続１！ｊｉ　ｒｊｉｉの断面積が変化
するような複雑形状の成形品−１ハごおける物性の向上
を図ることができる。

更にまた編地の編成方法については主として円＠′編に
ついて説明したが、横編機、縦編機によるフラットな編
地も適用可能であって、この場合第３図に示す成形用中
間素材の編地はフラットな編地を多重に巻付けた形態と
なる。

ま／ζ成形対象品としては前記実施例に挙げた平１”伯
車の他、各種形状のものに適用可能であり、更に成形用
中間素材は閉塞成形法以外の成形法、例えば密閉成形法
（マツチドダイ成形法）等にも適用できる。

以上本発明を実施例について説明したが、本発明は勿論
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設訓の改笈を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明に係る繊維強化プラスチ
ックの成形用中間素材に使用される織地の一実ｙｌ！Ｉ
ヤ・１」の編組織を示す拡大説明図、第３図は前記成形
用中間素材の斜面図、第４図及び第５図は同成形用中間
素材を使用した成形工程を示す縦断面図、第６図は成形
品の斜面図、２１１７図は同成形品の第５図における■
−■１断面部の拡大図、第８図は床、形用中間紮材か成
形ｈ　Ｋ変形した際における編地の組織の状態を示す拡
犬詣、明図、第９区１は従来の成形用中間素材の一部を
欠截して示しだ斜面図、第１０図はその外観図、第１１
図はゴム編による編組織の拡大説り１図でろゐ。 （３）・・・編地、（３α）・・・長繊維、（３ｂ）・
・・弾性糸、（４）・・・編地、（４α）・・・長繊維
の束からなる糸、（４ｂ）・・・弾性糸、（５）・・・
成形用中間素材、（５）α）・・・短繊維部、（ｂ６）
・・・編地 復代理人　弁理士　岡　本　重　文 外３名 旬３図 第４図　　　　　　　　第５図 第８区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 長繊維に弾性糸を編込んた編地を強化材として内蔵して
   なることを特徴とする繊維強化プラスチックの成形用中
   間素材。