JPS622096A - 繊維強化プラスチツク円柱状構造物 - Google Patents
繊維強化プラスチツク円柱状構造物Info
- Publication number
- JPS622096A JPS622096A JP13944585A JP13944585A JPS622096A JP S622096 A JPS622096 A JP S622096A JP 13944585 A JP13944585 A JP 13944585A JP 13944585 A JP13944585 A JP 13944585A JP S622096 A JPS622096 A JP S622096A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- reinforced plastic
- cylindrical structure
- fibers
- matrix resin
- Prior art date
- 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.)
- Pending
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (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】
産業上の利用分野
本発明は、繊維強化プラスチックを用いた円柱状構造物
に関する。
に関する。
従来の技術
従来の繊維強化プラスチック円柱状構造物としては、無
機粉体あるいは無機不連続繊維と、マトリックス樹脂を
混合したものを、射出成形あるいは圧縮成形したものが
ある。しかし、これらの繊維強化プラスチック円柱状構
造物は、強化材の充填率を上げても、強化繊維織布を用
いた場合はどの補強効果は期待できず、機械的強度が満
足なものは得られていない。
機粉体あるいは無機不連続繊維と、マトリックス樹脂を
混合したものを、射出成形あるいは圧縮成形したものが
ある。しかし、これらの繊維強化プラスチック円柱状構
造物は、強化材の充填率を上げても、強化繊維織布を用
いた場合はどの補強効果は期待できず、機械的強度が満
足なものは得られていない。
機械的強度を満足すべき方法としては、強化繊維を織る
ことによシ二次元的に強化した織布とし、これにマトリ
ックス樹脂を含浸させた成形用中間体である。プリプレ
グシートを用いる方法がちもこのプリプレグシートを用
いて円柱状構造物を作成する際には、コアの円筒軸上に
、軸と直角方向にプリプレグシートを巻きつけ所定の半
径に達した後、これを加熱加圧して硬化させることによ
り、第３図に示すような円柱状構造物を得るテープワイ
ンディング法が知られている。同図において、１は強化
繊維織布、２はマトリックス樹脂である０発明が解決し
ようとする問題点 しかしながらテープワインディング法で得られる円柱状
構造物は、強化繊維が軸方向には配列しているが、半径
方向には配列していないため、繊維強化の効果は、半径
方向に対しては有効に作用せず、マトリックス樹脂と強
化繊維との界面の接着強度にその大部分が依存してしま
うため、半径方向の引張強さは非常に小さなものとなる
。
ことによシ二次元的に強化した織布とし、これにマトリ
ックス樹脂を含浸させた成形用中間体である。プリプレ
グシートを用いる方法がちもこのプリプレグシートを用
いて円柱状構造物を作成する際には、コアの円筒軸上に
、軸と直角方向にプリプレグシートを巻きつけ所定の半
径に達した後、これを加熱加圧して硬化させることによ
り、第３図に示すような円柱状構造物を得るテープワイ
ンディング法が知られている。同図において、１は強化
繊維織布、２はマトリックス樹脂である０発明が解決し
ようとする問題点 しかしながらテープワインディング法で得られる円柱状
構造物は、強化繊維が軸方向には配列しているが、半径
方向には配列していないため、繊維強化の効果は、半径
方向に対しては有効に作用せず、マトリックス樹脂と強
化繊維との界面の接着強度にその大部分が依存してしま
うため、半径方向の引張強さは非常に小さなものとなる
。
リノクス樹脂自体の熱膨張に依存してしまうため、半径
方向の寸法安定性がそこなわれている。
方向の寸法安定性がそこなわれている。
問題点を解決するだめの手段
繊維方向の引張強度が強く、しかも繊維方向の熱膨張率
が負または、はとんど零に近い炭素繊維や芳香族ポリア
ミド繊維などの強化繊維を用いて構成した織布に、マト
リックス樹脂を含浸させてなるプリプレグシートの裁断
片が放射状に配列されている。さらに、このシート間の
間隙部分には、不連続繊維を分散含有させたマトリック
ス樹脂が充填され、硬化させられている。
が負または、はとんど零に近い炭素繊維や芳香族ポリア
ミド繊維などの強化繊維を用いて構成した織布に、マト
リックス樹脂を含浸させてなるプリプレグシートの裁断
片が放射状に配列されている。さらに、このシート間の
間隙部分には、不連続繊維を分散含有させたマトリック
ス樹脂が充填され、硬化させられている。
作 用
炭素繊維や芳香族ポリアミド繊維などの強化繊維を用い
て構成した織布に、マトリックス樹脂を含浸したプリプ
レグシートを、加熱加圧して硬化させた硬化物は、繊維
方向の機械的強度が高く、しかも繊維方向の熱膨張率は
、はとんど零になる。
て構成した織布に、マトリックス樹脂を含浸したプリプ
レグシートを、加熱加圧して硬化させた硬化物は、繊維
方向の機械的強度が高く、しかも繊維方向の熱膨張率は
、はとんど零になる。
プリプレグシートの裁断片を放射状に配列することによ
り、軸方向、半径方向に強化繊維を配列させることにな
るので、軸方向、半径方向の機械的強度が高まると同時
に、熱膨張率を小さく抑えることができる。さらに不連
続繊維を分散含有することによって、円柱状構造物全体
の熱膨張を小さく抑えるという効果もある。
り、軸方向、半径方向に強化繊維を配列させることにな
るので、軸方向、半径方向の機械的強度が高まると同時
に、熱膨張率を小さく抑えることができる。さらに不連
続繊維を分散含有することによって、円柱状構造物全体
の熱膨張を小さく抑えるという効果もある。
実施例
以下に本発明の具体的な実施例を示す。
〔実施例１〕
無機強化繊維である炭素繊維よりなる炭素繊維平織織布
に、熱硬化性を有するマトリックス樹脂としてエポキシ
樹脂を含浸させた、炭素繊維含有率が６０容量チである
厚さ０．２３ｔｔａｎのプリプレグシートを幅３０１℃
ｃｍ、長さ６０ｍの大きさに裁断した。第２図に示すよ
うに、この裁断したプリプレグシート３を、半円柱形金
型４内に、５０■方向が軸方向になるように、放射状に
しかも等間隔で９０枚配列した後、プリプレグシート３
の間隙部分に、繊維長３瓢である炭素繊維のカットファ
イバーを３０容量チ分散含有させた混合エポキシ樹脂６
を流し込んだ。そしてこの上に、鏡面板６．シリコンラ
バーシール７を順次のせ、真空バッグ法により１１０℃
で全体が半硬化状態になるまで加熱した。このようにし
て得られた半硬化状態の半円柱状物を２つ組み合わせて
、円柱状の金型内に入れ、圧力１ｏｏＫ９／ｄ、温度１
３０℃で２時間。
に、熱硬化性を有するマトリックス樹脂としてエポキシ
樹脂を含浸させた、炭素繊維含有率が６０容量チである
厚さ０．２３ｔｔａｎのプリプレグシートを幅３０１℃
ｃｍ、長さ６０ｍの大きさに裁断した。第２図に示すよ
うに、この裁断したプリプレグシート３を、半円柱形金
型４内に、５０■方向が軸方向になるように、放射状に
しかも等間隔で９０枚配列した後、プリプレグシート３
の間隙部分に、繊維長３瓢である炭素繊維のカットファ
イバーを３０容量チ分散含有させた混合エポキシ樹脂６
を流し込んだ。そしてこの上に、鏡面板６．シリコンラ
バーシール７を順次のせ、真空バッグ法により１１０℃
で全体が半硬化状態になるまで加熱した。このようにし
て得られた半硬化状態の半円柱状物を２つ組み合わせて
、円柱状の金型内に入れ、圧力１ｏｏＫ９／ｄ、温度１
３０℃で２時間。
加熱加圧して完全硬化させることにより、第１図のよう
な円柱を得た。
な円柱を得た。
このようにして得られた円柱状構造物の機械的強度を同
じ炭素繊維平織織布のプリプレグシートを用いて、テー
プワインディング法により得られたものと比較してみる
と、軸方向の引張強さは同程度であったが、半径方向の
引張強さは飛躍的に向上した。また、線熱膨張率につい
て比較してみると、軸方向の線熱膨張率は、２ Ｘ １
０−６（１／’Ｃ）と同程度のものであったが、半径方
向の線熱膨張率は、４ Ｘ １０−６（１／’Ｃ）であ
り、テープワインディング法の場合の４５ Ｘ １０−
６（１／℃）に比べると、飛躍的に小さく抑えることが
できた。
じ炭素繊維平織織布のプリプレグシートを用いて、テー
プワインディング法により得られたものと比較してみる
と、軸方向の引張強さは同程度であったが、半径方向の
引張強さは飛躍的に向上した。また、線熱膨張率につい
て比較してみると、軸方向の線熱膨張率は、２ Ｘ １
０−６（１／’Ｃ）と同程度のものであったが、半径方
向の線熱膨張率は、４ Ｘ １０−６（１／’Ｃ）であ
り、テープワインディング法の場合の４５ Ｘ １０−
６（１／℃）に比べると、飛躍的に小さく抑えることが
できた。
〔実施例２〕
有機強化繊維である芳香族ポリアミド繊維よりなる芳香
族ポリアミド繊維朱子織織布４に熱硬化性を有するマト
リックス樹脂としてポリイ“ミド樹脂を含浸させた、芳
香族ポリアミド繊維含有率が６０容量チである厚さ０．
２８ｍのプリプレグシートを幅３０箇、長さ５０閣の大
きさに裁断した。
族ポリアミド繊維朱子織織布４に熱硬化性を有するマト
リックス樹脂としてポリイ“ミド樹脂を含浸させた、芳
香族ポリアミド繊維含有率が６０容量チである厚さ０．
２８ｍのプリプレグシートを幅３０箇、長さ５０閣の大
きさに裁断した。
以下、実施例１と同様に、プリプレグシートを放射状に
しかも等間隔で８０枚配列した後、プリプレグシートの
間隙部分に繊維長が３瓢である芳香族ポリアミド繊維の
カットファイバーを２０容量チ分散含有させた混合ポリ
イミド樹脂を充填した。
しかも等間隔で８０枚配列した後、プリプレグシートの
間隙部分に繊維長が３瓢である芳香族ポリアミド繊維の
カットファイバーを２０容量チ分散含有させた混合ポリ
イミド樹脂を充填した。
以下、実施例１と同様の方法で圧カフｏＫｙ／ｃｉ。
温度１８０’Ｃで２時間、加熱加圧して完全硬化させる
ことにより、円柱を得た。
ことにより、円柱を得た。
このようにして得られた円柱状構造物の機械的強度を同
じ芳香族ポリアミド４朱子織織布のプリプレグシートを
用いて、テープワインディング法により得られたものと
比較してみると、軸方向の引張強さは同程度であったが
、半径方向の引張強さは飛躍的に向上した。また、軸方
向の線熱膨張率は、１Ｘ１０（１／℃）と同程度のもの
であったが、半径方向の線熱膨張率も２Ｘ１０（１／℃
）以下に抑えることができた。
じ芳香族ポリアミド４朱子織織布のプリプレグシートを
用いて、テープワインディング法により得られたものと
比較してみると、軸方向の引張強さは同程度であったが
、半径方向の引張強さは飛躍的に向上した。また、軸方
向の線熱膨張率は、１Ｘ１０（１／℃）と同程度のもの
であったが、半径方向の線熱膨張率も２Ｘ１０（１／℃
）以下に抑えることができた。
なお、上記２つの実施例においては、強化繊維織布とし
て、炭素繊維平織織布と芳香族ポリアミド繊維朱子織織
布を用いたが、これに限るものでなく、無機あるいは有
機の強化繊維を平織、斜交織（綾織）、朱子織等の二軸
織布としたものであればよい。また、無機強化繊維と、
有機強化繊維とを一緒に織り込んだものであってもよい
ことはいうまでもなく、無機強化繊維織布と有機強化繊
維織布とを組み合わせることも任意である。
て、炭素繊維平織織布と芳香族ポリアミド繊維朱子織織
布を用いたが、これに限るものでなく、無機あるいは有
機の強化繊維を平織、斜交織（綾織）、朱子織等の二軸
織布としたものであればよい。また、無機強化繊維と、
有機強化繊維とを一緒に織り込んだものであってもよい
ことはいうまでもなく、無機強化繊維織布と有機強化繊
維織布とを組み合わせることも任意である。
そして、同様に不連続繊維も、無機繊維と有機繊維との
混合であってもよい。さらに、強化繊維織布の種類と、
不連続繊維の種類は任意に組み合わせ得る。
混合であってもよい。さらに、強化繊維織布の種類と、
不連続繊維の種類は任意に組み合わせ得る。
発明の効果
繊維方向の引張強度が高、＜、シかも繊維方向の線熱膨
張係数が負またはほとんど零である強化繊維より構成さ
れる織布に、マトリックス樹脂を含浸させてなるプリプ
レグシートを放射状に配列することにより、軸方向、半
径方向の両方向に強化繊維を配列する効果があり、これ
に不連続繊維を分散含有したマトリックス樹脂を充填し
て得だ円柱状構造物は、軸方向、半径方向両方向の機械
的強度が高く、かつ両方向の寸法安定性にも優れたもの
となる。
張係数が負またはほとんど零である強化繊維より構成さ
れる織布に、マトリックス樹脂を含浸させてなるプリプ
レグシートを放射状に配列することにより、軸方向、半
径方向の両方向に強化繊維を配列する効果があり、これ
に不連続繊維を分散含有したマトリックス樹脂を充填し
て得だ円柱状構造物は、軸方向、半径方向両方向の機械
的強度が高く、かつ両方向の寸法安定性にも優れたもの
となる。
第１図（、）は、本発明の一実施例における繊維強化プ
ラスチック円柱状構造物の平面図、第１図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ｂ断面図、第２図は、同実施例における製
造工程を示す断面図、第３図（−）は、従来のテープワ
インディング法により得られた円柱状構造物の平面図、
第３図（ロ）は、同図（、）のＡ−Ｂ断面図である。 ３・・・・・・プリプレグシート、６・・・・・・混合
エポキシ樹脂。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名審１
日 ３−−７°す７−グシート
ラスチック円柱状構造物の平面図、第１図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ｂ断面図、第２図は、同実施例における製
造工程を示す断面図、第３図（−）は、従来のテープワ
インディング法により得られた円柱状構造物の平面図、
第３図（ロ）は、同図（、）のＡ−Ｂ断面図である。 ３・・・・・・プリプレグシート、６・・・・・・混合
エポキシ樹脂。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名審１
日 ３−−７°す７−グシート
Claims (5)
- （１）強化繊維織布にマトリックス樹脂を含浸させてな
るプリプレグシートの裁断片を放射状に配列し、シート
間の間隙部分に、不連続繊維を分散含有させたマトリッ
クス樹脂を充填し硬化させた繊維強化プラスチック円柱
状構造物。 - （２）強化繊維織布が、平織、斜交織（綾織）、朱子織
またはこれらを変形した二軸織物からなる特許請求の範
囲第１項記載の繊維強化プラスチック円柱状構造物。 - （３）強化繊維が無機繊維あるいは、有機繊維からなる
群より選ばれた少なくとも一種である特許請求の範囲第
１項記載の繊維強化プラスチック円柱状構造物。 - （４）マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂からなる特許
請求の範囲第１項記載の繊維強化プラスチック円柱状構
造物。 - （５）不連続繊維が、無機繊維あるいは有機繊維からな
る群より選ばれた少なくとも一種である特許請求の範囲
第１項記載の繊維強化プラスチック円柱状構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13944585A JPS622096A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 繊維強化プラスチツク円柱状構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13944585A JPS622096A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 繊維強化プラスチツク円柱状構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622096A true JPS622096A (ja) | 1987-01-08 |
Family
ID=15245368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13944585A Pending JPS622096A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 繊維強化プラスチツク円柱状構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS622096A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01268973A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-26 | Nissei Build Kogyo Co Ltd | 屋上立体駐車装置 |
| US5233521A (en) * | 1988-01-13 | 1993-08-03 | Yamaha Corporation | Automatic performance apparatus with display showing progress of tune |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP13944585A patent/JPS622096A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233521A (en) * | 1988-01-13 | 1993-08-03 | Yamaha Corporation | Automatic performance apparatus with display showing progress of tune |
| JPH01268973A (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-26 | Nissei Build Kogyo Co Ltd | 屋上立体駐車装置 |
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