JPS62162519A - 繊維強化構造体およびその製造法 - Google Patents
繊維強化構造体およびその製造法Info
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- JPS62162519A JPS62162519A JP61005462A JP546286A JPS62162519A JP S62162519 A JPS62162519 A JP S62162519A JP 61005462 A JP61005462 A JP 61005462A JP 546286 A JP546286 A JP 546286A JP S62162519 A JPS62162519 A JP S62162519A
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- fibers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
クスとし、無機、有機または金属繊維の少くと維強化管
状または棒状構造体およびその製造法に関する＠ 〈従来の技術〉 近年、航空宇宙産業、輸送機械産業を始めとする多くの
産業分野で、さらに、スポーツレジャー用などの民生分
野で、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化
樹脂（ＧＦＲＰ）、アルミナ繊維強化樹脂（ＡＬＦＲＰ
）等の繊維強化樹脂（ＦＲＰ ）は広く利用されておシ
その利用分野はさらに多岐に拡がシつりある・ 〈発明が解決しようとする間佃点〉 一般にＦＲＰは、その強化繊維の特性に従って、それぞ
れ特有の長所、短所を有する。例えばＣＦＲＰは軽量で
高強度、高剛性という特長を有するが、電気伝導性であ
るので、絶縁性を求められる用途には使用できないし、
金属との接合物で電食という問題を生じる、また炭素Ｊ
１１！維は黒いので、ＦＲＰ自体への着色は不可能であ
る・ＧＦＲＰは、他のＦＲＰと比較すれば安価で、ＡＬ
ＦＲＰは絶縁性で、着色も可能で、剛性はＣＦＲＰ並で
あシ、圧縮強鳳層間剪断強度、圧潰・強度、座屈強度、
ねじシ強度、衝撃強度はＣＦＲＰよシ優れるが、引張強
度はＣＦＲＰよシも劣り、比重も２．６と、ＣＦＲＰの
１．６よシ大きくｌい０芳香族ポリアミドｅｔａ強化樹
脂は軽量、高引張強度で、絶縁性であるが、剛性はＣＦ
ＲＰ％ＡＬＦＲＰの１／２〜Ｖ８と低く、圧縮強度も低
く、着色もできない。
状または棒状構造体およびその製造法に関する＠ 〈従来の技術〉 近年、航空宇宙産業、輸送機械産業を始めとする多くの
産業分野で、さらに、スポーツレジャー用などの民生分
野で、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化
樹脂（ＧＦＲＰ）、アルミナ繊維強化樹脂（ＡＬＦＲＰ
）等の繊維強化樹脂（ＦＲＰ ）は広く利用されておシ
その利用分野はさらに多岐に拡がシつりある・ 〈発明が解決しようとする間佃点〉 一般にＦＲＰは、その強化繊維の特性に従って、それぞ
れ特有の長所、短所を有する。例えばＣＦＲＰは軽量で
高強度、高剛性という特長を有するが、電気伝導性であ
るので、絶縁性を求められる用途には使用できないし、
金属との接合物で電食という問題を生じる、また炭素Ｊ
１１！維は黒いので、ＦＲＰ自体への着色は不可能であ
る・ＧＦＲＰは、他のＦＲＰと比較すれば安価で、ＡＬ
ＦＲＰは絶縁性で、着色も可能で、剛性はＣＦＲＰ並で
あシ、圧縮強鳳層間剪断強度、圧潰・強度、座屈強度、
ねじシ強度、衝撃強度はＣＦＲＰよシ優れるが、引張強
度はＣＦＲＰよシも劣り、比重も２．６と、ＣＦＲＰの
１．６よシ大きくｌい０芳香族ポリアミドｅｔａ強化樹
脂は軽量、高引張強度で、絶縁性であるが、剛性はＣＦ
ＲＰ％ＡＬＦＲＰの１／２〜Ｖ８と低く、圧縮強度も低
く、着色もできない。
特にこの中でＣＦＲＰはその軽量、高強度、高剛性とい
う特長を生かして、釣竿、ゴルフシャフトとして多く用
いられている。しかしながら、このような長尺物は長さ
方向の曲げに対する強度が弱く、径方向の圧潰強度やね
じシ強度についても必ずしも充分に効果的に上けること
ができていない０また。 ＧＦＲＰや芳香族ポリアミド
ＩＩＲｍ強化樹脂では、剛性が不足で性能的に満足なも
のが得られない〇 本発明の目的は上記の欠点を改良したａｍ強化構造体お
よびその製造法を提供するととくある・ く問題点を解決するための手段〉 本発明社有機、無機および金属繊維から選ばれた少くと
も１８Ｎの繊維を強化材とし、合成樹脂および／または
ゴムをマトリックスとした繊維強化複合材料からなる棒
状または管状の構造体くおいて、該構造体の長さ方向に
対して０〜２０度の繊維配向角度の該繊維を少なくとも
−５０容量％含む強化繊維から々る複合材料（以下複合
材料Ａと略称する）からなり、かつ該構造体の内面およ
び／または外面に、Ａｌ２Ｏ３７２重量％以上、８１０
．２８重ｆ％以下の成分からなりＸ線的構造においてα
−Ａｊ、Ｏ，の反射を実質的に示さないアルミナ質繊維
を強化材とした複合材料（以下複合材料Ｂと略称する）
が、該アルミナ質繊維が該構造体の長さ方向に対して２
０〜９０度のｌＩ＆維配向角度でもって配置された複合
材料が積層一体化されていることを特徴とする繊維強化
構造体を提供するＧ さらに第二の発明は有機、無機および金属繊維から選ば
れた少くとも１種の繊維を強化材とし、合成樹脂および
／また゛はゴムをマトリックスとした複合材料よりなる
棒状または管状の構造体の製造において、構造体の長さ
方向に対して０〜２０度ｏＨ維配向角度の１ｌＪＩ！維
が少なくとも５０容量優含まれる繊維を強化材とした構
造体の外面に、Ａｌ２Ｏ３７２重量％以上、８１０．２
８重量％以下の成分からなり）ｌｉ的醜造においてα−
ＡＩ、Ｏ，の反射を実質的に示さないアルミナ質繊維を
強化材′とし、これに合成樹脂および／またはゴムを含
浸させ大幅０．５〜ｌＱｍのテープ状プリプレグを該構
造体の長さ方向に対して２０〜９０度の繊維配向角度に
巻きつけ、ついで加熱成形せしめることを特徴とする繊
維強化構造体の製造方法を提供する。
う特長を生かして、釣竿、ゴルフシャフトとして多く用
いられている。しかしながら、このような長尺物は長さ
方向の曲げに対する強度が弱く、径方向の圧潰強度やね
じシ強度についても必ずしも充分に効果的に上けること
ができていない０また。 ＧＦＲＰや芳香族ポリアミド
ＩＩＲｍ強化樹脂では、剛性が不足で性能的に満足なも
のが得られない〇 本発明の目的は上記の欠点を改良したａｍ強化構造体お
よびその製造法を提供するととくある・ く問題点を解決するための手段〉 本発明社有機、無機および金属繊維から選ばれた少くと
も１８Ｎの繊維を強化材とし、合成樹脂および／または
ゴムをマトリックスとした繊維強化複合材料からなる棒
状または管状の構造体くおいて、該構造体の長さ方向に
対して０〜２０度の繊維配向角度の該繊維を少なくとも
−５０容量％含む強化繊維から々る複合材料（以下複合
材料Ａと略称する）からなり、かつ該構造体の内面およ
び／または外面に、Ａｌ２Ｏ３７２重量％以上、８１０
．２８重ｆ％以下の成分からなりＸ線的構造においてα
−Ａｊ、Ｏ，の反射を実質的に示さないアルミナ質繊維
を強化材とした複合材料（以下複合材料Ｂと略称する）
が、該アルミナ質繊維が該構造体の長さ方向に対して２
０〜９０度のｌＩ＆維配向角度でもって配置された複合
材料が積層一体化されていることを特徴とする繊維強化
構造体を提供するＧ さらに第二の発明は有機、無機および金属繊維から選ば
れた少くとも１種の繊維を強化材とし、合成樹脂および
／また゛はゴムをマトリックスとした複合材料よりなる
棒状または管状の構造体の製造において、構造体の長さ
方向に対して０〜２０度ｏＨ維配向角度の１ｌＪＩ！維
が少なくとも５０容量優含まれる繊維を強化材とした構
造体の外面に、Ａｌ２Ｏ３７２重量％以上、８１０．２
８重量％以下の成分からなり）ｌｉ的醜造においてα−
ＡＩ、Ｏ，の反射を実質的に示さないアルミナ質繊維を
強化材′とし、これに合成樹脂および／またはゴムを含
浸させ大幅０．５〜ｌＱｍのテープ状プリプレグを該構
造体の長さ方向に対して２０〜９０度の繊維配向角度に
巻きつけ、ついで加熱成形せしめることを特徴とする繊
維強化構造体の製造方法を提供する。
本発明は前記の間＾良すべく鋭意検討の結果、ＦＲＰ中
の強化繊維を特定の配向角度に組合せ、かつ長さ方向に
対する配向角度が２０−９０度の繊維をアルミナ質繊維
とすることによシ従来のＦＲＰの物性を損うことなく、
加えて圧潰強度、座屈強度、ねじシ強度等すぐれた特性
の構造体が得られることを見い出したものである以下本
発明について詳述する◎ 本発明において用いられるアルミナ質繊維はＡｌ２Ｏ３
７２重量％以上、８１０．２８重量％以下の成分からな
り、Ｘ線的構造においてα−Ａｌ２Ｏ３反射を実質的に
示さないものである０詳述すればアルミナ（Ａｊ、Ｏ，
）含有量が７２〜１００重量第であシ、シリカ（８１０
，）含有量が０〜２８重景％、好ましくは２〜２５重ｉ
ｋ％の組成のものであるまたシリカ含有量中の繊維全重
量に対して１０％以下、好ましくは６９６以下の範囲で
これをリチウム、ベリリウム、ホウ素、ナトリウム、マ
グネシウム、ケイ素、リン、カリウム、力ｌｖ￥ウム、
チタン、クロム、マンガン、イツトリウム、ジμコニウ
ム、フンタン、タングステン、バリウムの一種または二
種以上の酸化物で置き換えてもよい。
の強化繊維を特定の配向角度に組合せ、かつ長さ方向に
対する配向角度が２０−９０度の繊維をアルミナ質繊維
とすることによシ従来のＦＲＰの物性を損うことなく、
加えて圧潰強度、座屈強度、ねじシ強度等すぐれた特性
の構造体が得られることを見い出したものである以下本
発明について詳述する◎ 本発明において用いられるアルミナ質繊維はＡｌ２Ｏ３
７２重量％以上、８１０．２８重量％以下の成分からな
り、Ｘ線的構造においてα−Ａｌ２Ｏ３反射を実質的に
示さないものである０詳述すればアルミナ（Ａｊ、Ｏ，
）含有量が７２〜１００重量第であシ、シリカ（８１０
，）含有量が０〜２８重景％、好ましくは２〜２５重ｉ
ｋ％の組成のものであるまたシリカ含有量中の繊維全重
量に対して１０％以下、好ましくは６９６以下の範囲で
これをリチウム、ベリリウム、ホウ素、ナトリウム、マ
グネシウム、ケイ素、リン、カリウム、力ｌｖ￥ウム、
チタン、クロム、マンガン、イツトリウム、ジμコニウ
ム、フンタン、タングステン、バリウムの一種または二
種以上の酸化物で置き換えてもよい。
また該アルミナ質繊維のＸ線的構造においてα−アルミ
ナの反射を実質的に示さないものが望ましく、また引張
強度、弾性率はそれぞれ２０００Ｋｖ’ｗＪ、２５ ｔ
／Ｉｊ以上の値を有するものが好ましいＯ 上記のアルミナ質１１！維は例えば特公昭５１−１２７
８６号公報、同５１−１８７６８号公報等に記載された
方法で製造することができる〇 一方、本発明においてアルミナ質繊維と組合せて使用さ
れる無機、有機および金属繊維（以下繊維Ａと略称する
。）としては一般にＦ’ＲＰＯ用に使用される強化繊維
が使用可能である０例を挙げれば無機繊維としては炭素
繊維、グツファイト繊維、ポロン繊維、シリコンカーバ
イト繊維、アルミナ質繊維、ガラスｌｌＲ１ｍ等、有機
繊維としては芳香族ポリアミドａｉｄ、ポリエステ／Ｉ
／ｌＩ＆雌、ナイロン！ｌ維等、および金ｐＡ繊維とし
てはステンレス繊維、スチール繊維等が例示される０？
：、れらは要求性能に従って１種または２ポリエステ／
Ｉ／繊ｉ、ナイロンＲｍが効果の向上の点から好ましく
、特に炭素繊維が好ましい。
ナの反射を実質的に示さないものが望ましく、また引張
強度、弾性率はそれぞれ２０００Ｋｖ’ｗＪ、２５ ｔ
／Ｉｊ以上の値を有するものが好ましいＯ 上記のアルミナ質１１！維は例えば特公昭５１−１２７
８６号公報、同５１−１８７６８号公報等に記載された
方法で製造することができる〇 一方、本発明においてアルミナ質繊維と組合せて使用さ
れる無機、有機および金属繊維（以下繊維Ａと略称する
。）としては一般にＦ’ＲＰＯ用に使用される強化繊維
が使用可能である０例を挙げれば無機繊維としては炭素
繊維、グツファイト繊維、ポロン繊維、シリコンカーバ
イト繊維、アルミナ質繊維、ガラスｌｌＲ１ｍ等、有機
繊維としては芳香族ポリアミドａｉｄ、ポリエステ／Ｉ
／ｌＩ＆雌、ナイロン！ｌ維等、および金ｐＡ繊維とし
てはステンレス繊維、スチール繊維等が例示される０？
：、れらは要求性能に従って１種または２ポリエステ／
Ｉ／繊ｉ、ナイロンＲｍが効果の向上の点から好ましく
、特に炭素繊維が好ましい。
これらｌＲ雉は通常市販されているものがそのまま使用
し得る。−例として炭素繊維としてマグナマイト■Ａｓ
−４、ＩＭ−６（住化ハーキニレス■製）、ガラス繊維
としてマイクログフスヤーン（日本硝子繊維株）、芳香
族ポリアミド繊維としてケプラー■１４９（デュポン社
ａｌｌ）、ポリエステｌＬ’ａ維としてエコノール繊維
（住友化学株製）、ステンレスａＭ１としてナスロン■
（日本Ｍ＃３！鞠製）等が挙げられる。
し得る。−例として炭素繊維としてマグナマイト■Ａｓ
−４、ＩＭ−６（住化ハーキニレス■製）、ガラス繊維
としてマイクログフスヤーン（日本硝子繊維株）、芳香
族ポリアミド繊維としてケプラー■１４９（デュポン社
ａｌｌ）、ポリエステｌＬ’ａ維としてエコノール繊維
（住友化学株製）、ステンレスａＭ１としてナスロン■
（日本Ｍ＃３！鞠製）等が挙げられる。
これら繊維の形態は連続繊維シート、ストツンド、トウ
、ヤーンが好ましいが目的とする構造体の長さ方向に対
する配向角度が０〜２０度のものが少くとも５０体積％
になるのであれば目的に応じてチダップドストランド、
クイスカーなどの短繊維、朱子織物、平織などの織布、
さらには三次元織布を併用してもよい。
、ヤーンが好ましいが目的とする構造体の長さ方向に対
する配向角度が０〜２０度のものが少くとも５０体積％
になるのであれば目的に応じてチダップドストランド、
クイスカーなどの短繊維、朱子織物、平織などの織布、
さらには三次元織布を併用してもよい。
また本発明においてマトリックスとして用いられる合成
樹脂およびゴム類としてはエポキシ樹脂、フェノ−ｆｉ
／樹脂、アルキッド樹脂、尿素−ホ〃ムアルデヒドＳ＋
脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエス
テ〃樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド−イミド
樹脂、ポリエステル−イミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リベンゾチアゾ−１ｖ樹脂、ケイ素樹脂すどの熱硬化性
樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタ
アクリレート、−ポリスチレンいわゆるハイ・インパク
ト・ポリスチレンも含む入ポリ塩化ビニール、ＡＢ８楕
脂、スチレン−アクリロニトリμ共重合体、ポリアミド
（ナイロン６．６・６．６・１Ｏ１６・１１．６・１２
など）、ポリアセターμ、ポリスμホン、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンオキサイド、ボリエーテ〃スルホ
ν、ポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂、
ポリブタジェン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、
スチレン−ブタジェン共重合体（ＳＢＲ）、＃アクリロ
ニトリム類および天然ゴムをあげることができる◎これ
らの中でエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ〃、ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリイミドが好適である。
樹脂およびゴム類としてはエポキシ樹脂、フェノ−ｆｉ
／樹脂、アルキッド樹脂、尿素−ホ〃ムアルデヒドＳ＋
脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエス
テ〃樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド−イミド
樹脂、ポリエステル−イミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リベンゾチアゾ−１ｖ樹脂、ケイ素樹脂すどの熱硬化性
樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタ
アクリレート、−ポリスチレンいわゆるハイ・インパク
ト・ポリスチレンも含む入ポリ塩化ビニール、ＡＢ８楕
脂、スチレン−アクリロニトリμ共重合体、ポリアミド
（ナイロン６．６・６．６・１Ｏ１６・１１．６・１２
など）、ポリアセターμ、ポリスμホン、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンオキサイド、ボリエーテ〃スルホ
ν、ポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂、
ポリブタジェン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、
スチレン−ブタジェン共重合体（ＳＢＲ）、＃アクリロ
ニトリム類および天然ゴムをあげることができる◎これ
らの中でエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ〃、ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリイミドが好適である。
本発明において、繊維入を管状や棒状の構造体中に長さ
方向の曲げ強度や弾性率を維持する為ＫＯ’−２０’の
繊維・配向角度が少なくとも全体の５０容積％以上配置
された複合材料とする必要がある◎繊維配向角度が２０
°を越え９０”までの範囲のものが５０容積％を越える
と、構造体となる＠ 一方、複合材料Ｂは構造体の長さ方向に対して２０〜９
０度好ましくは４６〜９０度の配向角度でもってアルミ
ナ質繊維を配置し、かつ複合材ｍｈの内面および／また
は外面に積層一体化されるが、少くとも外面に積層一体
化される場合、構造体の種々の強度の他に外観、絶縁性
が改良されるので好ましい〇 また上記の構造体中のＲ維の体積含有率は目的に応じて
決めればよいが通常２０〜８０体積％好ましくは４０〜
７０体積％であシ、またアルミナ質Ｊ１！維と繊ｍＡと
の割合は特に限定されないが好ましくは体積換算で２＝
１〜１：１００、特に好ましくは１：１〜ｌ：１０であ
る〇 以下に本発明の構造体の製造法について述べる０ ａｌｌ！Ａを強化材とした複合材料部分については公知
のフィラメントワインディング法、ハンドレイアップ法
、レジントランスファーＪｅ−ルディング法によシ棒状
体あるいは管状体を製造することができるが好ましくは
以下の方法で行ンドレ〃上Ｋｉｌ！、Ｉｌｌ Ｂ Ｋ樹
脂またはゴムを含浸したプリプレグを長さ方向に対し０
〜２０度の配向角度で巻きつける０なお、構造体が大き
いものの場合はシート状プリプレグを繊維配向角度が長
さ方向に対して０〜２０度のものが５０体積第以上にな
るように貼シ付けてもよい。ついでアルミナ質繊維の連
続プリプレグを長さ方向く対して２０〜９０度好ましく
は４５〜９０度の配向角度でもって巻きつける。
方向の曲げ強度や弾性率を維持する為ＫＯ’−２０’の
繊維・配向角度が少なくとも全体の５０容積％以上配置
された複合材料とする必要がある◎繊維配向角度が２０
°を越え９０”までの範囲のものが５０容積％を越える
と、構造体となる＠ 一方、複合材料Ｂは構造体の長さ方向に対して２０〜９
０度好ましくは４６〜９０度の配向角度でもってアルミ
ナ質繊維を配置し、かつ複合材ｍｈの内面および／また
は外面に積層一体化されるが、少くとも外面に積層一体
化される場合、構造体の種々の強度の他に外観、絶縁性
が改良されるので好ましい〇 また上記の構造体中のＲ維の体積含有率は目的に応じて
決めればよいが通常２０〜８０体積％好ましくは４０〜
７０体積％であシ、またアルミナ質Ｊ１！維と繊ｍＡと
の割合は特に限定されないが好ましくは体積換算で２＝
１〜１：１００、特に好ましくは１：１〜ｌ：１０であ
る〇 以下に本発明の構造体の製造法について述べる０ ａｌｌ！Ａを強化材とした複合材料部分については公知
のフィラメントワインディング法、ハンドレイアップ法
、レジントランスファーＪｅ−ルディング法によシ棒状
体あるいは管状体を製造することができるが好ましくは
以下の方法で行ンドレ〃上Ｋｉｌ！、Ｉｌｌ Ｂ Ｋ樹
脂またはゴムを含浸したプリプレグを長さ方向に対し０
〜２０度の配向角度で巻きつける０なお、構造体が大き
いものの場合はシート状プリプレグを繊維配向角度が長
さ方向に対して０〜２０度のものが５０体積第以上にな
るように貼シ付けてもよい。ついでアルミナ質繊維の連
続プリプレグを長さ方向く対して２０〜９０度好ましく
は４５〜９０度の配向角度でもって巻きつける。
この連続プリプレグはテープ状プリプレグ、トウプリプ
レグ、ストランドプリプレグまたはヤーングリプレグで
あってもよいが特に引揃えテープ状プリプレグ、トウプ
リプレグが好ましい・プリプレグの幅は目的とする構造
体の太さ、長さによって変わるが０．６〜１０■の範囲
が好ましい０またプリプレグの厚みは幅の寸法以下であ
るが、テープ状プリプレグにおいては好ましくは０．０
２〜６閤、特に好ましくは０．０２〜０．８■である。
レグ、ストランドプリプレグまたはヤーングリプレグで
あってもよいが特に引揃えテープ状プリプレグ、トウプ
リプレグが好ましい・プリプレグの幅は目的とする構造
体の太さ、長さによって変わるが０．６〜１０■の範囲
が好ましい０またプリプレグの厚みは幅の寸法以下であ
るが、テープ状プリプレグにおいては好ましくは０．０
２〜６閤、特に好ましくは０．０２〜０．８■である。
巻きつけ回数はＩＮ乃至数層であって目的とする構造体
の大きさ、強度等を考慮して適宜決定される〇 巻きつけた後、公知の方法によシ加熱成形して、目的と
する構造体を得る０加熱成形法としてはテープフッピン
グ法の他にそのまま加熱成形する方法、オートクレーブ
成形等があるがテープフッピング法が好ましい＠ また、Ｉ！ＭＡの強化複合材料部を予め成形し、ついで
それにアルミナ質繊維のｌｉｓ記デレプリグを巻きつけ
、ついで加熱成形する方法もあるが繊維Ｂの強化複合材
料部の加熱成形前にアルミナ質繊維の１リプレグを巻き
つけ、ついで加熱成形する方法が好ましい０またマンド
レμ上に最初にアルミナ質Ｉｉａプリプレグを巻きつけ
ることＫよシ内面が７μミナ質繊維で強化された複合材
料からなる構造体を得ることができる。
の大きさ、強度等を考慮して適宜決定される〇 巻きつけた後、公知の方法によシ加熱成形して、目的と
する構造体を得る０加熱成形法としてはテープフッピン
グ法の他にそのまま加熱成形する方法、オートクレーブ
成形等があるがテープフッピング法が好ましい＠ また、Ｉ！ＭＡの強化複合材料部を予め成形し、ついで
それにアルミナ質繊維のｌｉｓ記デレプリグを巻きつけ
、ついで加熱成形する方法もあるが繊維Ｂの強化複合材
料部の加熱成形前にアルミナ質繊維の１リプレグを巻き
つけ、ついで加熱成形する方法が好ましい０またマンド
レμ上に最初にアルミナ質Ｉｉａプリプレグを巻きつけ
ることＫよシ内面が７μミナ質繊維で強化された複合材
料からなる構造体を得ることができる。
また棒状の構造体についても公知の方法で棒状の繊＃Ｉ
Ａの強化複合体を作製しておき、その外面にアルミナ質
繊維の１リゾレグを巻くことＫよシ、管状体と同じよう
にして構造体を得ることができる〇 特に本発明の構造体は前述のとおシ種々の強度にすぐれ
、また着色も可能であるので外観も！＜１竿、：Ｉ’μ
フシャフト、ロボットアーム等長尺物の用途に適してい
る０ 〈発明の効果〉 本発明の構造体は従来のＦＲＰの特性を損うことなく、
加えて圧潰強度、座屈強度、ねじシ特性等の機械的物性
等に優れている〇 く実施例〉 次に本発明についてよシ具体的に説明するが、本発明は
これらによって限定されるものではないＯ 実施例１ 径１６■、長さ１２００■、デーパ−１，５／１０００
のマンドレ〃に住化アルミナ繊維（直径１５μ）〔住友
化学工業株製〕の引揃えプリプレグ（ＡＬＦ目付２８５
Ｆ／ｎ／、エポキシ樹脂含量８０ ｗｔ＊ ）の２閣幅
の細幅テープを、螺施状で、かつ密接状に、繊維方向が
マンドレ〃の長さ方向く対して８８になるように長さ方
向一端から他端に至る１０００■長にわたって連続的に
１回巻きつけた〇その上に炭素繊維引揃えプリプレグシ
ーＨＭ−６／Ｊ−１２０１（ＣＦ日付１８０ ｆｅｄ％
樹脂含量８８ｗｔ＊）〔住化バーキュレス■製〕を繊維
方向がマンドレ〃の長さ方向と一致するように８回巻き
つけ、その上にポリエチレンテレフタレート２０μ厚テ
ープを巻きつけ、８０℃１時間ついで１２０℃２時間加
熱成形して外径１６■、長さ１００〇−１厚み０．５
Ｍのパイプを成形した〇このパイプの曲げ強度は１０５
Ｗｄ、曲げ弾性率は１８ ｔ／ｊ、圧潰強度は８０（
−１座屈強度は１５０Ｖ−であう九〇 比較例１ 実施例１で用いた炭素繊維引揃えプリプレグｙ −）を
２ｍ＋幅の細幅テープとし、実施例１と同じマンドレル
に同様に螺施状に１回巻きつけた◎それ以外は実施例１
と同様にその上に炭素繊維引揃えプリプレグシートを繊
維方向がマンドレルの長さ方向と一致するように８回巻
きつけ、テープフッピング成形して外径１６■、長さ１
０００■、厚み０．５ｍのパイプを成形した０このパイ
プの曲げ強度は９５ Ｋｖ’ｄ 、曲げ弾性率は１８
ｔ／ｊ、圧潰強度は２０ｖ−１座屈強度は１２５ ＫＦ
／−であった口 実左側２ 比較例１で巻きつけた積Ｍｊ構造の更に最外層樹脂を含
浸させたアルミナ繊維トウプリプレグを、８５ｍ１１の
ピッチでＶ＆維力方向マンドレルの長さ方向に対して±
４５になるように長さ方向一端から他端に至る１０００
■長にわたってあや巻き状に巻回した以外は、比較例１
と同様にテープフッピング成形して外径１６■、長さ１
０００■、厚み０．５閣のパイプを成形した◎ このパイプの曲げ強度は１２０ Ｋ／ｗＪ、曲げ弾性率
は１８ ｔ／ｘれ圧潰強度は２５ ＫｍｉＪ、座屈強度
は１５０ ＫＶ−であった〇 比殻例２ 比較例１で巻きつけたａ層構造の更に最外層に８０００
本の炭素ｍ維〔住化バーキュレス■製ＩＭ−６）を引揃
えたものに８０ ｗｔ＊程エポキシ樹脂を含浸させた炭
素繊ｉ１トウプリプレグを、実施例２と同様に８５諺の
ピッチで繊維方向がマンドレ〃の長さ方向に対して±４
５になるように長さ方向一端から他端に至る１００９ｍ
長にわたってあや巻き状に巻回した以外は、比較例１と
同様にテープラッピング成形して外径１６■、長さ１０
００■、厚み０．６■のパイプを成形したＯ このパイプの曲は強度は１００ Ｋａ／ｓｃｊ、曲げ弾
性率は１８ ｔ／ＩＩｊ、圧潰強度は２２隆−１座屈強
度は１８０（−であった０
Ａの強化複合体を作製しておき、その外面にアルミナ質
繊維の１リゾレグを巻くことＫよシ、管状体と同じよう
にして構造体を得ることができる〇 特に本発明の構造体は前述のとおシ種々の強度にすぐれ
、また着色も可能であるので外観も！＜１竿、：Ｉ’μ
フシャフト、ロボットアーム等長尺物の用途に適してい
る０ 〈発明の効果〉 本発明の構造体は従来のＦＲＰの特性を損うことなく、
加えて圧潰強度、座屈強度、ねじシ特性等の機械的物性
等に優れている〇 く実施例〉 次に本発明についてよシ具体的に説明するが、本発明は
これらによって限定されるものではないＯ 実施例１ 径１６■、長さ１２００■、デーパ−１，５／１０００
のマンドレ〃に住化アルミナ繊維（直径１５μ）〔住友
化学工業株製〕の引揃えプリプレグ（ＡＬＦ目付２８５
Ｆ／ｎ／、エポキシ樹脂含量８０ ｗｔ＊ ）の２閣幅
の細幅テープを、螺施状で、かつ密接状に、繊維方向が
マンドレ〃の長さ方向く対して８８になるように長さ方
向一端から他端に至る１０００■長にわたって連続的に
１回巻きつけた〇その上に炭素繊維引揃えプリプレグシ
ーＨＭ−６／Ｊ−１２０１（ＣＦ日付１８０ ｆｅｄ％
樹脂含量８８ｗｔ＊）〔住化バーキュレス■製〕を繊維
方向がマンドレ〃の長さ方向と一致するように８回巻き
つけ、その上にポリエチレンテレフタレート２０μ厚テ
ープを巻きつけ、８０℃１時間ついで１２０℃２時間加
熱成形して外径１６■、長さ１００〇−１厚み０．５
Ｍのパイプを成形した〇このパイプの曲げ強度は１０５
Ｗｄ、曲げ弾性率は１８ ｔ／ｊ、圧潰強度は８０（
−１座屈強度は１５０Ｖ−であう九〇 比較例１ 実施例１で用いた炭素繊維引揃えプリプレグｙ −）を
２ｍ＋幅の細幅テープとし、実施例１と同じマンドレル
に同様に螺施状に１回巻きつけた◎それ以外は実施例１
と同様にその上に炭素繊維引揃えプリプレグシートを繊
維方向がマンドレルの長さ方向と一致するように８回巻
きつけ、テープフッピング成形して外径１６■、長さ１
０００■、厚み０．５ｍのパイプを成形した０このパイ
プの曲げ強度は９５ Ｋｖ’ｄ 、曲げ弾性率は１８
ｔ／ｊ、圧潰強度は２０ｖ−１座屈強度は１２５ ＫＦ
／−であった口 実左側２ 比較例１で巻きつけた積Ｍｊ構造の更に最外層樹脂を含
浸させたアルミナ繊維トウプリプレグを、８５ｍ１１の
ピッチでＶ＆維力方向マンドレルの長さ方向に対して±
４５になるように長さ方向一端から他端に至る１０００
■長にわたってあや巻き状に巻回した以外は、比較例１
と同様にテープフッピング成形して外径１６■、長さ１
０００■、厚み０．５閣のパイプを成形した◎ このパイプの曲げ強度は１２０ Ｋ／ｗＪ、曲げ弾性率
は１８ ｔ／ｘれ圧潰強度は２５ ＫｍｉＪ、座屈強度
は１５０ ＫＶ−であった〇 比殻例２ 比較例１で巻きつけたａ層構造の更に最外層に８０００
本の炭素ｍ維〔住化バーキュレス■製ＩＭ−６）を引揃
えたものに８０ ｗｔ＊程エポキシ樹脂を含浸させた炭
素繊ｉ１トウプリプレグを、実施例２と同様に８５諺の
ピッチで繊維方向がマンドレ〃の長さ方向に対して±４
５になるように長さ方向一端から他端に至る１００９ｍ
長にわたってあや巻き状に巻回した以外は、比較例１と
同様にテープラッピング成形して外径１６■、長さ１０
００■、厚み０．６■のパイプを成形したＯ このパイプの曲は強度は１００ Ｋａ／ｓｃｊ、曲げ弾
性率は１８ ｔ／ＩＩｊ、圧潰強度は２２隆−１座屈強
度は１８０（−であった０
Claims (2)
- （１）有機、無機および金属繊維から選ばれた少くとも
１種の繊維を強化材とし、合成樹脂および／またはゴム
をマトリックスとした繊維強化複合材料からなる棒状ま
たは管状の構造体において、該構造体の長さ方向に対し
て０〜２０度の繊維配向角度の該繊維が少なくとも５０
容量％を含む強化繊維からなる複合材料からなり、かつ
該構造体の内面および／または外面に、Ａｌ＿２Ｏ＿３
７２重量％以上、ＳｉＯ＿２２８重量％以下の成分から
なりＸ線的構造においてα−Ａｌ＿２Ｏ＿３の反射を実
質的に示さないアルミナ質繊維を強化材とし、該アルミ
ナ質繊維が該構造体の長さ方向に対して２０〜９０度の
繊維配向角度でもって配置された複合材料が積層一体化
されていることを特徴とする繊維強化構造体。 - （２）有機、無機および金属繊維から選ばれた少くとも
１種の繊維を強化材とし、合成樹脂および／またはゴム
をマトリックスとした複合材料よりなる棒状または管状
の構造体の製造において、構造体の長さ方向に対して０
〜２０度の繊維配向角度の該繊維が少なくとも５０容量
％含まれる繊維を強化材とした構造体の外面に、Ａｌ＿
２Ｏ＿３７２重量％以上、ＳｉＯ＿２２８重量％以下の
成分からなりＸ線的構造においてα−Ａｌ＿２Ｏ＿３反
射を実質的に示さないアルミナ質繊維を強化材とし、こ
れに合成樹脂および／またはゴムを含浸させた幅０．５
〜１０ｍｍの連続プリプレグを該構造体の長さ方向に対
して２０〜９０度の繊維配向角度に巻きつけ、ついで加
熱成形せしめることを特徴とする繊維強化構造体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61005462A JPS62162519A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 繊維強化構造体およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61005462A JPS62162519A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 繊維強化構造体およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62162519A true JPS62162519A (ja) | 1987-07-18 |
| JPH0347184B2 JPH0347184B2 (ja) | 1991-07-18 |
Family
ID=11611893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61005462A Granted JPS62162519A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 繊維強化構造体およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62162519A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01166935A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Sumitomo Chem Co Ltd | ハイブリッド管状構造体 |
| JPH0233892U (ja) * | 1988-08-24 | 1990-03-02 | ||
| US5030489A (en) * | 1988-08-29 | 1991-07-09 | Geberit Ag | Plastic molding for pipe systems |
| JP2017190361A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 新日鐵住金株式会社 | 板状の鋼線強化樹脂 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012115067A1 (ja) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 東レ株式会社 | Ｆｒｐの製造方法 |
-
1986
- 1986-01-13 JP JP61005462A patent/JPS62162519A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01166935A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Sumitomo Chem Co Ltd | ハイブリッド管状構造体 |
| JPH0233892U (ja) * | 1988-08-24 | 1990-03-02 | ||
| JPH0547824Y2 (ja) * | 1988-08-24 | 1993-12-16 | ||
| US5030489A (en) * | 1988-08-29 | 1991-07-09 | Geberit Ag | Plastic molding for pipe systems |
| JP2017190361A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 新日鐵住金株式会社 | 板状の鋼線強化樹脂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347184B2 (ja) | 1991-07-18 |
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