KR20140138032A

KR20140138032A - 파이프 성형체

Info

Publication number: KR20140138032A
Application number: KR1020140058157A
Authority: KR
Inventors: 신이치 다케무라; 다이스케 우치다; 도시로 에무라
Original assignee: 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2014-12-03
Also published as: CN104175633A; JP2014226892A; TW201446481A

Abstract

파이프 성형체(1)는 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 1 측벽(21) 및 하중 작용 방향으로 수직인 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 2 측벽(22)을 갖는 관상의 베이스부(2)와, 한 쌍의 제 1 측벽(21)의 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제 1 보강부(3)와, 한 쌍의 제 2 측벽(22) 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제 2 보강부(4)와, 베이스부(2) 및 각 보강부(3,4)의 적어도 하나에 매설된 제진 탄성층(5)을 구비한다. 베이스부(2) 및 각 보강부(3,4)는 섬유 강화 수지로 이루어진다. 제진 탄성층(5)은 섬유 강화 수지의 매트릭스 수지보다 낮은 인장 탄성율을 갖는 수지로 이루어진다. 각 보강부(3,4)는 파이프 성형체(1)의 길이 방향에서 보았을 경우에, 가장자리부로부터 중심부를 향함에 따라서 두께가 증대하는 볼록 형상을 나타내고 있다.

Description

파이프 성형체{PIPE MOLDED BODY}

본 발명은 예를 들면 물품을 반송할 때 또는 물품을 보관할 때 등에 물품을 지지하는 파이프 성형체에 관한 것이다.

물품을 지지하는 파이프 성형체로서 일본 공개특허공보 특개2013-10346호에는 축방향으로 단면 대략 정방 형상의 중공부를 구비하는 서포트바가 기재되어 있다. 이 서포트바는 원통상으로 성형되어 있고 섬유 강화 수지이다. 이 서포트바는 액정 디스플레이(LCD)의 제조 공정 등에서 유리 기판을 기판 수납 카세트 내에 보관할 때에 상기 유리 기판을 지지하기 위해서 사용된다.

그런데, 상술한 바와 같은 액정 디스플레이의 제조 공정 등에서는 유리 기판 등의 물품을 안정적으로 지지하는 관점에서, 파이프 성형체의 강성의 확보 및 진동 감쇠 특성의 향상이 강하게 요구되고 있다.

그래서, 본 발명은 강성의 확보 및 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있는 파이프 성형체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 파이프 성형체는 물품을 지지하는 파이프 성형체에 있어서, 제 1 섬유 강화 수지로 이루어지고, 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 1 측벽 및 하중 작용 방향으로 수직인 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 2 측벽을 갖는 관상(管狀)의 베이스부와, 제 2 섬유 강화 수지로 이루어지고, 한 쌍의 제 1 측벽 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제 1 보강부와, 제 3 섬유 강화 수지로 이루어지고, 한 쌍의 제 2 측벽 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제 2 보강부와, 제 1 섬유 강화 수지, 제 2 섬유 강화 수지 및 제 3 섬유 강화 수지의 매트릭스 수지보다 낮은 인장 탄성율을 갖는 수지로 이루어지고, 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부의 적어도 하나에 매설된 제진(制振) 탄성층을 구비하고, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부의 각각은 파이프 성형체의 길이 방향에서 보았을 경우에, 가장자리부로부터 중심부를 향함에 따라서 두께가 증대하는 볼록 형상을 나타내고 있다.

이 파이프 성형체에서는 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부의 적어도 하나에 매설된 제진 탄성층에 의해 진동 감쇠 시간의 단축화 등 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부로 이루어지는 형상에 의해 제진 탄성층의 적용에 기인한 강성의 저하가 방지된다. 따라서, 이 파이프 성형체에 의하면 강성의 확보 및 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 인장 탄성율은 단책상(短冊狀) 샘플을 시험편으로 하고, 통상 사용되는 인장 시험기를 사용하여 실시하는 인장 시험에 의해 얻어지는 것이다.

본 발명 파이프 성형체에서는 제진 탄성층은 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부 중 한 쌍의 제 1 보강부의 각각에만 매설되어도 좋다. 이 구성에 의하면, 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서의 진동 감쇠 시간을 현저히 단축화할 수 있다.

본 발명의 파이프 성형체에서는 제진 탄성층은 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부 중 베이스부에만 매설되어도 좋다. 또는, 제진 탄성층은 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부 중 한 쌍의 제 1 보강부의 각각 및 베이스부에만 매설되어도 좋다. 이들의 경우에, 제진 탄성층은 베이스부의 둘레 방향에서 연속하도록 베이스부에 매설되어도 좋다. 이들 구성에 의하면, 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서의 진동 감쇠 시간을 충분히 단축화할 수 있다.

본 발명의 파이프 성형체에서는 제진 탄성층은 외팔보 지지되는 베이스부의 고정단을 포함하는 부분에 있어서, 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부의 적어도 하나에 매설되어도 좋다. 이 구성에 의하면, 제진 탄성층의 재료의 양을 억제하면서, 예를 들면, 외팔보 지지되는 베이스부의 자유단을 포함하는 부분에 제진 탄성층이 설치되어 있는 경우에 비해 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 파이프 성형체에서는 제 1 섬유 강화 수지의 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 또는 유리 섬유라도 좋다. 또한, 제 2 섬유 강화 수지의 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 또는 유리 섬유라도 좋다. 또한, 제 3 섬유 강화 수지의 섬유는 PAN계 탄소 섬유 또는 유리 섬유라도 좋다. 이들 구성에 의하면 강성의 확보를 더 적합하게 도모할 수 있다.

본 발명의 파이프 성형체에서는 제진 탄성층의 수지는 고무계 수지라도 좋다. 이 구성에 의하면 진동 감쇠 특성의 향상을 더 적합하게 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 파이프 성형체의 평면도이다.
도 2는 도 1의 파이프 성형체의 측면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따른 파이프 성형체의 단면도이다.
도 4는 도 1의 파이프 성형체의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 파이프 성형체의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 파이프 성형체의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 파이프 성형체의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시예 2의 파이프 성형체 단면도이다.
도 9는 실시예 3의 파이프 성형체의 단면도이다.
도 10은 비교예의 파이프 성형체 단면도이다.
도 11은 실시예 1의 경과 시간과 휘어짐 관계를 도시한 그래프이다.
도 12는 실시예 2의 경과 시간과 휘어짐 관계를 도시한 그래프이다.
도 13은 실시예 3의 경과 시간과 휘어짐 관계를 도시한 그래프이다.
도 14는 비교예의 경과 시간과 휘어짐 관계를 도시한 그래프이다.
도 15는 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예의 파이프 성형체의 시험 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 파이프 성형체(1)는 장척상(長尺狀)의 관체이다. 파이프 성형체(1)는 예를 들어, 액정 디스플레이의 제조 공정 등에 있어서, 유리 기판을 반송하는 로봇 핸드 또는 유리 기판을 보관하는 기판 수납 카세트 등에 사용되어 유리 기판 등의 물품을 지지한다. 파이프 성형체(1)의 길이 방향으로 평행한 방향을 Y축 방향으로 하였을 경우, X축 방향에서의 파이프 성형체(1)의 폭은 일정하게 되어 있고, z축 방향에서의 파이프 성형체(1)의 폭은 기단(基端)(1a)으로부터 소정 위치까지는 일정, 상기 소정 위치로부터 선단(先端)(1b)까지는 선단(1b)을 향하여 점감(漸減)하고 있다. 다만, Z축 방향에서의 파이프 성형체(1) 폭의 한쪽 측(도 2에서는 상측)은 평탄하게 되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 파이프 성형체(1)는 관상의 베이스부(2)와 한 쌍의 제 1 보강부(3)와, 한 쌍의 제 2 보강부(4)를 구비하고 있다. 베이스부(2)는 Z축 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 1 측벽(21) 및 X축 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 2 측벽(22)을 갖는다. 베이스부(2)에서 서로 이웃하는 제 1 측벽(21)과 제 2 측벽(22)은 외측에 볼록하도록 만곡하는 만곡부(23)에 의해 접속되어 있다. 제 1 보강부(3)는 각 제 1 측벽(21) 외측의 표면에 배치되어 있다. 제 2 보강부(4)는 각 제 2 측벽(22) 외측의 표면에 배치되어 있다. 또한, 베이스부(2)에서 서로 이웃하는 제 1 측벽(21)과 제 2 측벽(22)은 만곡부(23) 대신에 평탄상의 경사부에 의해 접속되어도 좋고, 또는 직접 접속되어도 좋다.

파이프 성형체(1)에서는 Z축 방향이 하중 작용 방향으로 되어 있다. 따라서, 한 쌍의 제 1 측벽(21)은 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서 대향하고, 한 쌍의 제 2 측벽(22)은 하중 작용 방향으로 수직인 방향에서 대향하게 된다. 또한, 하중 작용 방향이란, 파이프 성형체(1)가 유리 기판 등의 물품을 지지하였을 때에 상기 물품의 하중이 파이프 성형체(1)에 주로 작용하는 면에 수직인 방향이다.

각 제 1 보강부(3)는 파이프 성형체(1)의 길이 방향에서 보았을 경우에, 가장자리부로부터 중심부를 향함에 따라서 두께가 증대하는 볼록 형상을 나타내고 있다. 마찬가지로, 각 제 2 보강부(4)는 파이프 성형체(1)의 길이 방향에서 보았을 경우에, 가장자리부로부터 중심부를 향함에 따라서 두께가 증대하는 볼록 형상을 나타내고 있다. 이에 의해, Y축에 수직인 파이프 성형체(1)의 단면 형상의 외형은 원 형상 내지 타원 형상을 나타내게 된다.

베이스부(2), 제 1 보강부(3) 및 제 2 보강부(4)는 GFRP(glass fiber reinforced plastics) 또는 CFRP(carbon fiber reinforced plastics) 등의 섬유 강화 수지로 이루어지고, 하나 또는 복수의 프리프레그가 적층됨으로써 구성되어 있다. 일례로서, 베이스부(2)를 구성하는 섬유 강화 수지(제 1 섬유 강화 수지)의 섬유는 PAN계 탄소 섬유(인장 탄성율: 바람직하게는 160 내지 650GPa, 보다 바람직하게는 200 내지 500GPa), 피치계 탄소 섬유(인장 탄성율: 바람직하게는 400 내지 900GPa, 보다 바람직하게는 600 내지 900GPa) 또는 유리 섬유(인장 탄성율: 바람직하게는 50 내지 100GPa, 보다 바람직하게는 60 내지 80GPa)이다. 제 1 보강부(3)를 구성하는 섬유 강화 수지(제 2 섬유 강화 수지)의 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 또는 유리 섬유이다. 제 2 보강부(4)를 구성하는 섬유 강화 수지(제 3 섬유 강화 수지)의 섬유는 PAN계 탄소 섬유 또는 유리 섬유이다. 프리프레그로서는 일방향 프리프레그, 직물 프리프레그 등이 사용된다. 일방향 프리프레그는 섬유가 일방향에만 배향된 프리프레그이며, 강도 및 강성을 얻고 싶은 부위에 사용된다. 직물 프리프레그는 평직, 능직 등으로 이루어진 프리프레그이며, 성형체의 각부(角部)에서의 붕괴 발생의 방지, 진공 패드 구멍 등의 기계 가공 부위에서의 버(Burr) 발생의 방지를 위해서 사용된다.

파이프 성형체(1)는 복수의 제진 탄성층(5)을 더 구비하고 있다. 제진 탄성층(5)은 한 쌍의 제 1 보강부(3)의 각각에 복수개씩 매설되어 있다. 제진 탄성층(5)은 베이스부(2), 한 쌍의 제 1 보강부(3) 및 한 쌍의 제 2 보강부(4) 중 한 쌍의 제 1 보강부(3)의 각각에만 매설되어 있다. 파이프 성형체(1)의 기단(1a)은 로봇 핸드 또는 기판 수납 카세트 등에 있어서 파이프 성형체(1)가 외팔보 지지될 때에 고정단이 되지만, 이때, 제진 탄성층(5)은 베이스부(2)의 고정단(즉, 기단(1a)에 대응하는 끝)을 포함하는 부분(예를 들면, 기단(1a)으로부터 전체 길이의 40 내지 75% 위치까지의 부분)에서 한 쌍의 제 1 보강부(3)의 각각에 매설되어 있다.

제진 탄성층(5)은 베이스부(2), 제 1 보강부(3) 및 제 2 보강부(4)를 구성하는 섬유 강화 수지의 매트릭스 수지보다 낮은 인장 탄성율을 갖는 수지로 이루어진다. 제진 탄성층(5)의 수지는 0.1 내지 500MPa(바람직하게는 0.1 내지 100MPa, 보다 바람직하게는 0.1 내지 50MPa)의 인장 탄성율을 갖는 것이 바람직하다. 일례로서, 제진 탄성층(5)의 수지로서는 고무계 수지(스티렌 부타디엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 고무(EPM, EPDM), 유연쇄를 갖는 중합체인 고무 등) 및 탄성 중합체(폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 저탄성 에폭시 수지 등)를 들 수 있다.

이상과 같이 구성된 파이프 성형체(1)에서는 한 쌍의 제 1 보강부(3)의 각각에 매설된 제진 탄성층(5)에 의해 진동 감쇠 시간의 단축화 등 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 하중 작용 방향(즉, Z축 방향)으로 평행한 방향에서의 진동 감쇠 시간이 현저히 단축화된다. 또한 베이스부(2), 한 쌍의 제 1 보강부(3) 및 한 쌍의 제 2 보강부(4)로 이루어지는 형상에 의해 제진 탄성층(5)의 적용에 기인한 강성의 저하가 방지된다. 따라서, 파이프 성형체(1)에 의하면, 강성의 확보 및 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 파이프 성형체(1)에서는 베이스부(2)를 구성하는 섬유 강화 수지의 섬유가 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 또는 유리 섬유이며, 제 1 보강부(3)를 구성하는 섬유 강화 수지의 섬유가 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 또는 유리 섬유이며, 제 2 보강부(4)를 구성하는 섬유 강화 수지의 섬유가 PAN계 탄소 섬유 또는 유리 섬유로 되어 있다. 이에 의해, 파이프 성형체(1)의 강성의 확보를 더 적합하게 도모할 수 있다.

또한, 파이프 성형체(1)에서는 제진 탄성층(5)의 수지가 고무계 수지로 되어 있다. 이에 의해, 파이프 성형체(1)의 진동 감쇠 특성의 향상을 더 적합하게 도모할 수 있다.

또한, 베이스부(2), 제 1 보강부(3) 및 제 2 보강부(4)에 파이프 성형체(1)의 길이 방향에 대하여 +45° 및 -45°의 방향에 섬유가 배향된 프리프레그를 사용하면, 파이프 성형체(1)의 비틀림 강성을 높일 수 있고, 또한, 제조시의 파이프 성형체(1)의 비틀림 불량을 방지할 수 있다. 또한 제 2 보강부(4)에 상술한 프리프레그를 사용함으로써 제 2 보강부(4)의 선단 강성을 높이고, 파이프 성형체(1)를 휘어지기 어렵게 할 수 있다.

또한, 베이스부(2)의 최내층부, 베이스부(2)의 최외층부 및 제 1 보강부(3)의 외층부에 직물 프리프레그를 사용하거나, 파이프 성형체(1)의 최외층부에 직물 프리프레그를 사용하면, 성형체의 각부에서의 붕괴 발생, 진공 패드 구멍 등의 기계 가공 부위에서의 버 발생을 방지할 수 있다.

다음에, 파이프 성형체(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 코어 재료로서 맨드릴(M)을 준비하고, 베이스부(2)를 구성하도록 소정 형상으로 잘라진 하나 또는 복수의 프리프레그(20)를 맨드릴(M)에 감는다. 맨드릴(M)은 파이프 성형체(1)의 베이스부(2)의 중공 부분에 대응하는 형상을 갖는다. 맨드릴(M)의 재료로서는 나중의 가열 경화 공정에서 변질되지 않는 것, 및 프리프레그(20)의 매트릭스 수지보다 열팽창율이 큰 것(가열 경화 공정 후에 뽑아내기 쉬기 때문에)을 만족시키는 것이 바람직하다.

계속해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 맨드릴(M)에 감겨진 프리프레그(20) 외측의 표면에, 제 1 보강부(3) 및 제 2 보강부(4)를 구성하도록 각각 소정 형상으로 잘라진 복수의 프리프레그(30) 및 복수의 프리프레그(40)를 적층한다. 복수의 프리프레그(30)를 적층할 때에는 소정 위치에 제진 탄성층(5)을 개재시킨다. 이에 의해 예비 성형체(10)를 얻는다. 계속해서, 도 7에 도시된 바와 같이, 예비 성형체(10)의 길이 방향으로 조금씩 옮겨 놓고 장력을 걸면서 래핑 테이프(T)를 예비 성형체(10)에 나선상으로 감는다. 래핑 테이프(T)의 재료로서는 감을 때의 인장 강도 및 신장 특성이 뛰어난 것, 가열 경화 공정에서의 가열 온도에 추종한 열 수축 특성 및 열 응력 특성을 갖는 것, 및 성형 후에 벗겨지기 쉬운 것을 만족시키는 것이 바람직하다.

계속해서, 래핑 테이프(T)가 감긴 예비 성형체(10)를 가열로 내에서 가열한다. 가열 온도 및 가열 시간은 프리프레그(20, 30, 40)가 함유하는 열경화제의 종류 및 예비 성형체(10)의 형상 등에 의해 적절히 결정된다. 가열로 내에서의 가열에 의해, 맨드릴(M)과 래핑 테이프(T)로 가압된 상태에서 프리프레그(20, 30, 40)의 매트릭스 수지가 연화·일체화되어 예비 성형체(10) 외측의 표면이 타원 주상(기둥 모양)으로 정형된다. 계속해서, 예비 성형체(10)를 가열로에서 꺼내어 실온까지 냉각함으로써 일체화된 매트릭스 수지를 경화시킨다. 마지막으로, 맨드릴(M)을 뽑아 내고, 래핑 테이프(T)를 벗겨서 파이프 성형체(1)를 얻는다.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명의 파이프 성형체는 유리 기판을 지지하는 것에 한정되지 않고, 여러가지 물품을 지지하는 것으로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 파이프 성형체에서는 제진 탄성층은 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부의 적어도 하나에 매설되어 있으면 좋다. 예를 들면, 제진 탄성층은 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부 중 베이스부에만 매설되어도 좋다. 또는, 제진 탄성층은 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부 중 한 쌍의 제 1 보강부의 각각 및 베이스부에만 매설되어도 좋다. 그리고, 이들의 경우에, 제진 탄성층은 베이스부의 둘레 방향에서 연속하도록 베이스부에 매설되어도 좋다. 이들 구성에 의해서도 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서의 진동 감쇠 시간을 충분히 단축화할 수 있다.

또한, 본 발명의 파이프 성형체에서는 제진 탄성층은 외팔보 지지되는 베이스부의 고정단을 포함하는 부분에 있어서, 베이스부, 한 쌍의 제 1 보강부 및 한 쌍의 제 2 보강부의 적어도 하나에 매설되어도 좋다. 이 구성에 의하면, 제진 탄성층 재료의 양을 억제하면서, 예를 들면, 외팔보 지지되는 베이스부의 자유단을 포함하는 부분에 제진 탄성층이 설치되어 있는 경우에 비해 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 한 쌍의 제 1 보강부의 각각에 매설되는 제진 탄성층은 파이프 성형체의 전체 길이에 걸쳐서 한층 또는 복수층 설치되어도 좋고, 기단으로부터 전체 길이 도중까지의 부분에 걸쳐서 한층 또는 복수층 설치되어도 좋다. 또한, 한 쌍의 제 1 보강부의 각각에 매설되는 제진 탄성층이 복수층 설치되는 경우, 그 중 일부의 제진 탄성층이 파이프 성형체의 전체 길이에 걸쳐서 설치되고, 나머지의 제진 탄성층이 기단으로부터 전체 길이 도중까지의 부분에 걸쳐서 설치되는 등, 각 제진 탄성층의 선단측 위치는 일치하지 않아도 좋다.

본 실시예에서는 인장 탄성율은 이하의 방법으로 측정하였다. 하중 및 변위 증가량으로 인장 탄성율을 측정하였다.

(1) 시험기: 가부시키가이샤 A&D 제조 「텐시론 만능 시험기(형식 UCT-IT)」(최대 용량 1톤)

(2) 인장 속도: 5mm/분

(3) 시험 환경: 온도 23℃, 습도 50%

(4) 시험편 사이즈: 폭 50mm, 길이 300mm

도 3에 도시된 바와 같이, 제진 탄성층(5)이 한 쌍의 제 1 보강부(3)의 각각에만 매설된 파이프 성형체(1)와 동일한 구성을 갖는 파이프 성형체를 실시예 1로서 준비하였다. 실시예 1의 파이프 성형체의 구체적인 방법은 표 1과 같다. 또한, 실시예 1의 파이프 성형체의 치수는 다음과 같다. 또한, 표 1에서의 층 번호는 내측의 층으로부터 순차적으로 붙인 번호이다(후술의 표 2 내지 4에서도 같음).

(1) 길이: 2967mm(도 1에서의 1a에서 1b의 거리)

(2) 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서의 기단의 폭: 40mm(도 2의 1a의 길이)

(3) 하중 작용 방향으로 수직인 방향에서의 기단의 폭: 66mm(도 1의 1a의 길이)

(4) 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서의 선단의 폭: 26mm(도 2의 1b의 길이)

(5) 하중 작용 방향으로 수직인 방향에서의 선단의 폭: 66mm(도 1의 1b의 길이)

도 8에 도시된 바와 같이, 제진 탄성층(5)이 베이스부(2)에만 매설된 파이프 성형체(1)와 동일한 구성을 갖는 파이프 성형체를 실시예 2로서 준비하였다. 실시예 2의 파이프 성형체의 구체적인 방법은 표 2와 같다. 또한, 실시예 2의 파이프 성형체의 치수는 실시예 1의 파이프 성형체의 치수와 대략 동등하다. 또한, 도 8에 도시된 파이프 성형체(1)에서는 제진 탄성층(5)이 베이스부(2)의 둘레 방향에서 연속하도록 베이스부(2)에 매설되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제진 탄성층(5)이 한 쌍의 제 1 보강부(3)의 각각 및 베이스부(2)에만 매설된 파이프 성형체(1)와 동일한 구성을 갖는 파이프 성형체를 실시예 3으로서 준비하였다. 실시예 3의 파이프 성형체의 구체적인 방법은 표 3과 같다. 또한, 실시예 3의 파이프 성형체의 치수는 실시예 1의 파이프 성형체의 치수와 대략 동등하다. 또한, 도 9에 도시된 파이프 성형체(1)에서는 제진 탄성층(5)이 베이스부(2)의 둘레 방향에서 연속하도록 베이스부(2)에 매설되어 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제진 탄성층(5)이 설치되어 있지 않는 파이프 성형체(100)와 동일한 구성을 갖는 파이프 성형체를 비교예로서 준비하였다. 비교예의 파이프 성형체의 구체적인 방법은 표 4와 같다. 또한, 비교예의 파이프 성형체의 치수는 실시예 1의 파이프 성형체의 치수와 대략 동등하다.

표 1 내지 표 4에서의 프리프레그 및 제진 탄성층의 성상(性狀)은 다음과 같다.

(1) PAN계 평직의 탄소 섬유(폴리아크릴로니트릴을 원료로 하는 탄소 섬유)의 인장 탄성율: 230GPa

(2) PAN계 평직의 매트릭스 수지: 130℃ 경화 에폭시

(3) PAN계 230GPa의 탄소 섬유(폴리아크릴로니트릴을 원료로 하는 탄소 섬유)의 인장 탄성율: 230GPa

(4) PAN계 230GPa의 매트릭스 수지: 130℃ 경화 에폭시

(5) 피치계 800GPa의 탄소 섬유(콜타르 피치 등을 원료로 하는 탄소 섬유)의 인장 탄성율: 800GPa

(6) 피치계 800GPa의 매트릭스 수지: 130℃ 경화 에폭시

(7) 제진 탄성층: 두께 0.15mm, 인장 탄성율 85MPa의 스티렌 부타디엔 고무제 시트

이상과 같이 구성된 실시예 1 내지 3 및 비교예의 파이프 성형체에 대하여 다음과 같이 감쇠 자유 진동파형을 측량하였다. 우선, 도 15에 도시된 바와 같이, 직방체상의 본체부(51)와 본체부(51)로부터 돌출하는 돌출부(52)를 갖고, 알루미늄 등의 금속에 의해 일체적으로 형성된 지지 부재(50)를 준비하였다. 계속해서, 돌출부(52)를 실시예 1의 파이프 성형체(1)의 기단(1a)의 개구로부터 삽입하고, 접착제로 고정하였다. 그리고, 지지 부재(50)의 본체부(51)의 평탄면을 받침대(53)의 상면에 고정하였다. 이렇게 하여, 실시예 1의 파이프 성형체(1)를, 기단(1a)을 고정단으로 하고, 선단(1b)을 자유단으로 한 상태에서 수평으로 외팔보 지지하였다. 그리고, 선단(1b)에 실(54)로 추(55)를 매달음으로써 선단(1b)에 초기 하중 2kg을 부여하고, 실(54)을 절단함으로써 그 초기 하중을 제하(除荷)한 후의 감쇠 자유 진동 파형을 측량하였다. 실시예 2, 3 및 비교예의 파이프 성형체에 대해서도 마찬가지이다.

실시예 1의 파이프 성형체의 결과는 도 11에 도시된 바와 같고, 실시예 2의 파이프 성형체의 결과는 도 12에 도시된 바와 같고, 실시예 3의 파이프 성형체의 결과는 도 13에 도시된 바와 같고, 비교예의 파이프 성형체의 결과는 도 14에 도시된 바와 같았다. 이들 결과로 알 수 있는 바와 같이, 비교예에 대하여 실시예 1의 파이프 성형체로 가장 양호한 결과가 얻어졌고, 이하, 실시예 2의 파이프 성형체, 실시예 3의 파이프 성형체의 순서로 양호한 결과가 얻어졌다. 특히, 실시예 1의 파이프 성형체와 같이 제진 탄성층(5)을 한 쌍의 제 1 보강부(3)의 각각에만 매설하면, 진동 감쇠 시간의 단축화가 현저해지는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 의하면, 강성의 확보 및 진동 감쇠 특성의 향상을 도모할 수 있는 파이프 성형체를 제공하는 것이 가능하다.

Claims

물품을 지지하는 파이프 성형체에 있어서,
제 1 섬유 강화 수지로 이루어지고, 하중 작용 방향으로 평행한 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 1 측벽 및 상기 하중 작용 방향으로 수직인 방향에서 대향하는 한 쌍의 제 2 측벽을 갖는 관상의 베이스부와,
제 2 섬유 강화 수지로 이루어지고, 한 쌍의 상기 제 1 측벽 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제 1 보강부와,
제 3 섬유 강화 수지로 이루어지고, 한 쌍의 상기 제 2 측벽 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제 2 보강부와,
상기 제 1 섬유 강화 수지, 상기 제 2 섬유 강화 수지 및 상기 제 3 섬유 강화 수지의 매트릭스 수지보다 낮은 인장 탄성율을 갖는 수지로 이루어지고, 상기 베이스부, 한 쌍의 상기 제 1 보강부 및 한 쌍의 상기 제 2 보강부의 적어도 하나에 매설된 제진 탄성층을 구비하고,
한 쌍의 상기 제 1 보강부 및 한 쌍의 상기 제 2 보강부의 각각은 파이프 성형체의 길이 방향에서 보았을 경우에, 가장자리부로부터 중심부를 향함에 따라서 두께가 증대하는 볼록 형상을 나타내고 있는, 파이프 성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제진 탄성층은 상기 베이스부, 한 쌍의 상기 제 1 보강부 및 한 쌍의 상기 제 2 보강부 중 한 쌍의 상기 제 1 보강부의 각각에만 매설되어 있는, 파이프 성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제진 탄성층은 상기 베이스부, 한 쌍의 상기 제 1 보강부 및 한 쌍의 상기 제 2 보강부 중 상기 베이스부에만 매설되어 있는, 파이프 성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 제진 탄성층은 상기 베이스부, 한 쌍의 상기 제 1 보강부 및 한 쌍의 상기 제 2 보강부 중 한 쌍의 상기 제 1 보강부의 각각 및 상기 베이스부에만 매설되어 있는, 파이프 성형체.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제진 탄성층은 상기 베이스부의 둘레 방향에서 연속하도록 상기 베이스부에 매설되어 있는, 파이프 성형체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제진 탄성층은 외팔보 지지되는 상기 베이스부의 고정단을 포함하는 부분에 있어서, 상기 베이스부, 한 쌍의 상기 제 1 보강부 및 한 쌍의 상기 제 2 보강부의 적어도 하나에 매설되어 있는, 파이프 성형체.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 섬유 강화 수지의 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 또는 유리 섬유인, 파이프 성형체.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 섬유 강화 수지의 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 또는 유리 섬유인, 파이프 성형체.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 섬유 강화 수지의 섬유는 PAN계 탄소 섬유 또는 유리 섬유인, 파이프 성형체.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제진 탄성층의 상기 수지는 고무계 수지인, 파이프 성형체.