JPH01166936A - 長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法 - Google Patents
長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法Info
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- JPH01166936A JPH01166936A JP62325766A JP32576687A JPH01166936A JP H01166936 A JPH01166936 A JP H01166936A JP 62325766 A JP62325766 A JP 62325766A JP 32576687 A JP32576687 A JP 32576687A JP H01166936 A JPH01166936 A JP H01166936A
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
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- B29C70/865—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding completely encapsulated
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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】
ニー の１
本発明は、長尺の金属製又はプラスチック製の薄肉パイ
プである長尺薄肉中空管の表面に炭素繊維強化樹脂層が
形成された長尺薄肉中空形状の軒樋炭素繊維強化複合樹
脂引抜成形品及びその製造法に関するものである。
プである長尺薄肉中空管の表面に炭素繊維強化樹脂層が
形成された長尺薄肉中空形状の軒樋炭素繊維強化複合樹
脂引抜成形品及びその製造法に関するものである。
本発明に係る軽量の長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂
引抜成形品は円形及び非円形の様々な断面形状を有した
細長の形材として具体化され、軸方向の引張力のみなら
ず圧縮力、曲げ力、衝撃力にも十分に１耐えることがで
き、例えば航空、宇宙、自動車、船舶、鉄道の分野にお
ける軽量の中空フレーム、機械部品として、又土木、建
築分野における柱、配管材、内圧容器等の中空構造材等
、その他種々の分野において軽量構造材として使用する
ことができる。
引抜成形品は円形及び非円形の様々な断面形状を有した
細長の形材として具体化され、軸方向の引張力のみなら
ず圧縮力、曲げ力、衝撃力にも十分に１耐えることがで
き、例えば航空、宇宙、自動車、船舶、鉄道の分野にお
ける軽量の中空フレーム、機械部品として、又土木、建
築分野における柱、配管材、内圧容器等の中空構造材等
、その他種々の分野において軽量構造材として使用する
ことができる。
′−Δの び。 屯
従来、上記種々の分野で長尺で且つ軽量の構造材が要求
されており、斯る構造材として従来炭素繊維、ガラス！
ａ維等を強化繊維とした繊維強化複合材料が提案されて
いる。更に軽量化を図るべく複合材料は中空パイプ状に
成形され、更に軽量化を図るために中空パイプの肉厚は
薄くされる傾向にあるが、肉厚が薄くなるに従って曲げ
強度及び圧縮強度、更には耐衝撃強度が低下することと
なり、肉厚を薄くするにも限界があった。又、このよう
な複合材料から成る中空パイプの肉厚を薄くすると、気
密性がなくなり、斯るパイプを配管材として使用した場
合に流体が外部へと漏洩するといった問題があった。更
には特に引抜き成形においては、金型内部及び引取り部
での成形体の損傷等の問題が発生し、成形が困難であっ
た。
されており、斯る構造材として従来炭素繊維、ガラス！
ａ維等を強化繊維とした繊維強化複合材料が提案されて
いる。更に軽量化を図るべく複合材料は中空パイプ状に
成形され、更に軽量化を図るために中空パイプの肉厚は
薄くされる傾向にあるが、肉厚が薄くなるに従って曲げ
強度及び圧縮強度、更には耐衝撃強度が低下することと
なり、肉厚を薄くするにも限界があった。又、このよう
な複合材料から成る中空パイプの肉厚を薄くすると、気
密性がなくなり、斯るパイプを配管材として使用した場
合に流体が外部へと漏洩するといった問題があった。更
には特に引抜き成形においては、金型内部及び引取り部
での成形体の損傷等の問題が発生し、成形が困難であっ
た。
本発明者等は、プラスチック若しくは金属材料にて形成
された細長形状の長尺薄肉中空管の如き補強材の外表面
に薄肉の繊維強化樹脂層を形成することにより、軸方向
の引張力のみならず圧縮力、曲げ力、衝撃力にも十分に
耐え得る長尺軽量の中空繊維強化複合樹脂成形品を実現
化し得、又斯る成形品は通常の引抜成形法（プルトルー
ジョン）にて極めて好適に製造し得ることを見出した。
された細長形状の長尺薄肉中空管の如き補強材の外表面
に薄肉の繊維強化樹脂層を形成することにより、軸方向
の引張力のみならず圧縮力、曲げ力、衝撃力にも十分に
耐え得る長尺軽量の中空繊維強化複合樹脂成形品を実現
化し得、又斯る成形品は通常の引抜成形法（プルトルー
ジョン）にて極めて好適に製造し得ることを見出した。
又、細長形状の長尺薄肉中空管は、成形品を引抜成形法
にて製造する際にマンドレルとして機能することができ
、従ってマンドレルを特別に用意する必要がなく、更に
又従来のように成形後に成形品をマンドレルより引抜く
必要もなく、従って成形品の損傷もなく極めて効率よく
且つ迅速に製造し得るという利点があることが分かった
。
にて製造する際にマンドレルとして機能することができ
、従ってマンドレルを特別に用意する必要がなく、更に
又従来のように成形後に成形品をマンドレルより引抜く
必要もなく、従って成形品の損傷もなく極めて効率よく
且つ迅速に製造し得るという利点があることが分かった
。
本発明は斯る新規な知見に基づきなされたものである。
及１Δｊコ飢−
本発明の目的は、軸方向の引張強度のみならず圧縮強度
、曲げ強度、衝撃強度が大きく、種々の分野で軽量の薄
肉中空管構造材として使用可能な長尺軽量の中空炭素繊
維強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法を提供するこ
とである。
、曲げ強度、衝撃強度が大きく、種々の分野で軽量の薄
肉中空管構造材として使用可能な長尺軽量の中空炭素繊
維強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、軸方向及び横方向の強度及び耐衝
撃強度が従来の成形品に比較し飛躍的に向上した円形断
面及び非円形断面形状を有した長尺薄肉中空のｔａ１１
１強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法を提供するこ
とである。
撃強度が従来の成形品に比較し飛躍的に向上した円形断
面及び非円形断面形状を有した長尺薄肉中空のｔａ１１
１強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、特別にマンドレルを必要とするこ
となく、更に成形品の損傷もなく極めて効率よく、連続
的に引抜成形法にて長尺軽量の炭素繊維強化複合樹脂引
抜成形品及びその製造法を提供することである。
となく、更に成形品の損傷もなく極めて効率よく、連続
的に引抜成形法にて長尺軽量の炭素繊維強化複合樹脂引
抜成形品及びその製造法を提供することである。
ロ 占 るーめの
上記諸目的は本発明に係る長尺薄肉中空ｔａ維強化複合
樹脂引抜成形品及びその製造法によって達成される。要
約すれば本発明は、長尺の薄肉中空管と、該長尺薄肉中
空管の外周囲を囲包して形成された炭素繊維強化樹脂層
とを具備することを特徴とする長尺薄肉中空炭素＃ｌＩ
ｍ強化複合樹脂引抜成形品である。好ましくは、長尺薄
肉中空管は。
樹脂引抜成形品及びその製造法によって達成される。要
約すれば本発明は、長尺の薄肉中空管と、該長尺薄肉中
空管の外周囲を囲包して形成された炭素繊維強化樹脂層
とを具備することを特徴とする長尺薄肉中空炭素＃ｌＩ
ｍ強化複合樹脂引抜成形品である。好ましくは、長尺薄
肉中空管は。
薄肉のアルミニウム又は鋼等の金属製のパイプ又はプラ
スチック製のパイプであり、炭素繊維強化樹脂層の強化
ｍ維に含浸されるマトリクス樹脂はエポキシ、不飽和ポ
リエステル、ビニルエステル等の熱硬化性樹脂、及びナ
イロン６、ナイロン６６、ポリカーボネート、ポリアセ
タール、ポリフェニレンスルファイド、ポリプロピレン
等の熱可塑性樹脂とされる。
スチック製のパイプであり、炭素繊維強化樹脂層の強化
ｍ維に含浸されるマトリクス樹脂はエポキシ、不飽和ポ
リエステル、ビニルエステル等の熱硬化性樹脂、及びナ
イロン６、ナイロン６６、ポリカーボネート、ポリアセ
タール、ポリフェニレンスルファイド、ポリプロピレン
等の熱可塑性樹脂とされる。
斯る長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品は、
（ａ）細長形状の長尺薄肉中空管を用意する工程： （
ｂ）前記長尺薄肉中空管に樹脂含浸炭素繊維を配置して
所定の肉厚を有した炭素繊維強化樹脂層を形成する工程
；次いで（Ｃ，）前記炭素繊維強化樹脂層を有した長尺
薄肉中空管を金型へと引込んで所定の寸法形状に賦形し
、固化する工程；を有することを特徴とする製造法にて
好適に製造される。
（ａ）細長形状の長尺薄肉中空管を用意する工程： （
ｂ）前記長尺薄肉中空管に樹脂含浸炭素繊維を配置して
所定の肉厚を有した炭素繊維強化樹脂層を形成する工程
；次いで（Ｃ，）前記炭素繊維強化樹脂層を有した長尺
薄肉中空管を金型へと引込んで所定の寸法形状に賦形し
、固化する工程；を有することを特徴とする製造法にて
好適に製造される。
１崖１
次に、本発明に係る長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂
引抜成形品について更に詳しく説明する。
引抜成形品について更に詳しく説明する。
第１図には本発明に従った円形断面を有した細長形状の
長尺薄肉中空炭素ｍａｒ強化複合樹脂引抜成形品が例示
される０本実施例によれば、本発明に係る長尺薄肉中空
炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品１は、断面が円形とさ
れる細長形状の長尺薄肉中空管２と、該長尺薄肉中空管
２の外周囲を囲包して形成された炭素繊維強化樹脂層４
とから成−る。本実施例にて、長尺薄肉中空管２は、円
形断面を有した細長形状の中空パイプとされ、例えばア
ルミニウム、鋼等にて製造ネれ、場合によっては例えば
塩化ビニル樹脂等のプラスチックにて構成することも可
能である。
長尺薄肉中空炭素ｍａｒ強化複合樹脂引抜成形品が例示
される０本実施例によれば、本発明に係る長尺薄肉中空
炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品１は、断面が円形とさ
れる細長形状の長尺薄肉中空管２と、該長尺薄肉中空管
２の外周囲を囲包して形成された炭素繊維強化樹脂層４
とから成−る。本実施例にて、長尺薄肉中空管２は、円
形断面を有した細長形状の中空パイプとされ、例えばア
ルミニウム、鋼等にて製造ネれ、場合によっては例えば
塩化ビニル樹脂等のプラスチックにて構成することも可
能である。
本発明にて、長尺薄肉中空管２は、炭素繊維強化樹脂層
４の耐圧縮性、耐曲げ性、耐衝撃性を補強する補強材と
して、又は気密性を増大せしめるための内層材として機
部するものであり、成形品としての主たる耐圧縮性、耐
曲げ性、耐衝撃性は炭素繊維強化樹脂層４にて達成され
る。従って、長尺薄肉中空管２の肉厚は、用途及び使用
される材料に応じて種々に変更されるが、通常外径（Ｄ
）に対する肉厚（Ｔ）の比Ｔ／Ｄは０．０１〜０．１に
て十分とされる。
４の耐圧縮性、耐曲げ性、耐衝撃性を補強する補強材と
して、又は気密性を増大せしめるための内層材として機
部するものであり、成形品としての主たる耐圧縮性、耐
曲げ性、耐衝撃性は炭素繊維強化樹脂層４にて達成され
る。従って、長尺薄肉中空管２の肉厚は、用途及び使用
される材料に応じて種々に変更されるが、通常外径（Ｄ
）に対する肉厚（Ｔ）の比Ｔ／Ｄは０．０１〜０．１に
て十分とされる。
上記実施例では、長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引
抜成形品は断面が円形とされるが、円形断面の外に矩形
、又は任意の多角形断面形状とすることもできる。
抜成形品は断面が円形とされるが、円形断面の外に矩形
、又は任意の多角形断面形状とすることもできる。
更に１本発明の他の実施例が第２図及び第３図に図示さ
れる。つまり、本発明に係る長尺薄肉中空管とされる炭
素ｔａ維強化複合樹脂引抜成形品１は、その炭素繊維強
化樹脂層４は１強化繊維、つまり炭素繊維を軸方向に整
列して形成される軸方向繊維層４ａと、炭素繊維を軸線
に対し所定角度にて螺旋状に巻付けることにより形成さ
れる螺旋状繊維層４ｂとを具備するように構成すること
もできる。又、軸方向繊維層４ａと螺旋状繊維層４ｂと
は互い違いに複数層形成することができる成形品の最内
層は軸方向繊維Ｒ４ａとすることもできるし、又螺旋状
繊維層４ｂとすることもできる。更に、最外層は図示さ
れるように螺旋状繊維層４ｂとすることができるが、第
３図に図示されるように、該螺旋状繊維層４ｂの上に軸
方向繊維層４ａを形成するのが好ましい、この理由は、
成形品の最外層を軸方向ｔｍ維雑居ａとすることにより
成形品の連続製造に際し、円滑な運転が可能となるから
である。
れる。つまり、本発明に係る長尺薄肉中空管とされる炭
素ｔａ維強化複合樹脂引抜成形品１は、その炭素繊維強
化樹脂層４は１強化繊維、つまり炭素繊維を軸方向に整
列して形成される軸方向繊維層４ａと、炭素繊維を軸線
に対し所定角度にて螺旋状に巻付けることにより形成さ
れる螺旋状繊維層４ｂとを具備するように構成すること
もできる。又、軸方向繊維層４ａと螺旋状繊維層４ｂと
は互い違いに複数層形成することができる成形品の最内
層は軸方向繊維Ｒ４ａとすることもできるし、又螺旋状
繊維層４ｂとすることもできる。更に、最外層は図示さ
れるように螺旋状繊維層４ｂとすることができるが、第
３図に図示されるように、該螺旋状繊維層４ｂの上に軸
方向繊維層４ａを形成するのが好ましい、この理由は、
成形品の最外層を軸方向ｔｍ維雑居ａとすることにより
成形品の連続製造に際し、円滑な運転が可能となるから
である。
螺旋方向繊維層４ｂにおける軸線方向に対する巻付は角
度、及び各繊維層４ａ、４ｂにおける繊維の密度、層厚
さ等は任意に選択し得るが、−例を挙げれば、巻付は角
度は、４５°〜８０’とされ、繊維層４ａ、４ｂにおけ
る繊維含有量は、体積％で５０〜６０％とされるのが好
適である。
度、及び各繊維層４ａ、４ｂにおける繊維の密度、層厚
さ等は任意に選択し得るが、−例を挙げれば、巻付は角
度は、４５°〜８０’とされ、繊維層４ａ、４ｂにおけ
る繊維含有量は、体積％で５０〜６０％とされるのが好
適である。
又、繊維強化樹脂層４の強化ｍ！ｉに含浸されるマトリ
クス樹脂はエポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエス
テル等の熱硬化性樹脂、及びナイロン６、ナイロン６６
、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレン
スルファイド、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂とされ
る。マトリクス樹脂には、所望に応じ、ＣａＣＯ３、マ
イカ、ＡＭ （ＯＨ）３ 、タルク等の充填剤と、更に
は耐熱性、耐候性を改良するための添加剤及び着色剤等
が添加される０ｍ維強化樹脂暦４における繊維含有量は
、上述の如くに体積％で５ｏ〜６０％とされるのが好適
である。
クス樹脂はエポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエス
テル等の熱硬化性樹脂、及びナイロン６、ナイロン６６
、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレン
スルファイド、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂とされ
る。マトリクス樹脂には、所望に応じ、ＣａＣＯ３、マ
イカ、ＡＭ （ＯＨ）３ 、タルク等の充填剤と、更に
は耐熱性、耐候性を改良するための添加剤及び着色剤等
が添加される０ｍ維強化樹脂暦４における繊維含有量は
、上述の如くに体積％で５ｏ〜６０％とされるのが好適
である。
次に、本発明に係る長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂
引抜成形品の製造法について説明する。
引抜成形品の製造法について説明する。
第４図を参照すると、細長形状の長尺薄肉中空管２が連
続的に金型（ダイス）６へと供給される。一方、マトリ
クス樹脂が含浸された炭素繊維ｆが長尺薄肉中空管２の
周囲へと供給され、長尺薄肉中空管２と共に金型６へと
引込まれ、該金型にて炭素繊維強化樹脂Ｒ４は所定の寸
法形状に賦形し、固化される。
続的に金型（ダイス）６へと供給される。一方、マトリ
クス樹脂が含浸された炭素繊維ｆが長尺薄肉中空管２の
周囲へと供給され、長尺薄肉中空管２と共に金型６へと
引込まれ、該金型にて炭素繊維強化樹脂Ｒ４は所定の寸
法形状に賦形し、固化される。
炭素繊維強化樹脂層が複数の層、つまり軸方向繊維層４
ａ及び螺旋状＃ａ繊維層ｂから成っている場合には、長
尺軽量補強材の上に樹脂含浸炭素繊維を、軸方向に配置
”するか又は螺旋方向に巻付けて、所定の肉厚を有した
第１の＃１１１ｍ層を形成し、該第１の繊維層を固化す
るに先立って該繊維層の上に樹脂含浸炭素繊維を前記第
１の繊維層とは異なる方向に配列することにより第２の
繊維層を形成し、必要に応じて、前記工程を所望回数繰
り返し行ない、軸方向繊維層及び螺旋方向繊維層から成
る未硬化繊Ｍ層積層体４が形成される。該繊維層積層体
が形成された長尺薄肉中空管２は、第４図に図示するよ
うに、金型６へと引込まれ、該金型にて強化ｔａ！ｉ樹
脂層４は所定の寸法形状に賦形されそして固化される。
ａ及び螺旋状＃ａ繊維層ｂから成っている場合には、長
尺軽量補強材の上に樹脂含浸炭素繊維を、軸方向に配置
”するか又は螺旋方向に巻付けて、所定の肉厚を有した
第１の＃１１１ｍ層を形成し、該第１の繊維層を固化す
るに先立って該繊維層の上に樹脂含浸炭素繊維を前記第
１の繊維層とは異なる方向に配列することにより第２の
繊維層を形成し、必要に応じて、前記工程を所望回数繰
り返し行ない、軸方向繊維層及び螺旋方向繊維層から成
る未硬化繊Ｍ層積層体４が形成される。該繊維層積層体
が形成された長尺薄肉中空管２は、第４図に図示するよ
うに、金型６へと引込まれ、該金型にて強化ｔａ！ｉ樹
脂層４は所定の寸法形状に賦形されそして固化される。
上記引抜成形は、通常のオーバーワイングーにて好適に
実施される。
実施される。
次に、オーバーワイングーを使用して第５図に図示され
る本発明に係る炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品を製造
する場合について第６図を参照して説明する。
る本発明に係る炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品を製造
する場合について第６図を参照して説明する。
第６図には上記円形断面形状を有した炭素繊維強化複合
樹脂引抜成形品１を製造するための引抜成形機１０の一
実施例が示される。本実施例では、特に、第５図に図示
されるように、最内層より軸方向炭素繊維強化樹脂層４
ａ、螺旋状炭素織雄強化樹脂層４ｂ、軸方向炭素繊維強
化樹脂層４ａ、＋Ｉ旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂ及び軸
方向炭素１ｍ雄強化樹脂層４ａから成る５層構成の炭素
繊維強化複合樹脂引抜成形品１が製造されるものとする
。
樹脂引抜成形品１を製造するための引抜成形機１０の一
実施例が示される。本実施例では、特に、第５図に図示
されるように、最内層より軸方向炭素繊維強化樹脂層４
ａ、螺旋状炭素織雄強化樹脂層４ｂ、軸方向炭素繊維強
化樹脂層４ａ、＋Ｉ旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂ及び軸
方向炭素１ｍ雄強化樹脂層４ａから成る５層構成の炭素
繊維強化複合樹脂引抜成形品１が製造されるものとする
。
本引抜成形機１０によれば、炭素ｔａ維１２が巻付けら
れた多数のクリール１４がクリールスタンドＬ６ （１
６ａ、１６ｂ）に軸架される。本実施例では、クリール
スタンド１６は３基設けられ、第１のクリールスタンド
１６ａからの炭素繊維ｌ２ａはガイド板１８により樹脂
含浸槽２０へと導入され、マトリクス樹脂が含浸される
。余分の樹脂が絞られた樹脂含浸炭素繊維１２ａはガイ
ド板２２によりオーバーワインダー２４に供給され、該
オーバーワインダー２４に取付けられたマンドレル、つ
まり本発明では円形断面を有した細長形状の長尺薄肉中
空管２に対し軸線方向に整列して縦添えされる（最内層
となる軸方向炭素繊維強化樹脂層４ａの形成）、同時に
、該オーバーワインダー２４は該オーバーワインダー２
４に搭載された複数個のクリール２４ａから繰り出され
る炭素繊維２４ｂが、上記縦添えされた軸方向炭素繊維
強化樹脂層４ａの上に所定の角度、例えば７０度の巻付
は角度にて巻付けられ、螺旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂ
が形成される。クリール２４ａからの炭素繊維にはマト
リクス樹脂は含浸されていないが、軽量補強材２に巻付
けられたとき、下層の軸方向炭素繊維強化樹脂層及び次
の工程にて縦添えされる軸方向炭素繊維強化樹脂層から
の余剰マトリクス樹脂が含浸される。
れた多数のクリール１４がクリールスタンドＬ６ （１
６ａ、１６ｂ）に軸架される。本実施例では、クリール
スタンド１６は３基設けられ、第１のクリールスタンド
１６ａからの炭素繊維ｌ２ａはガイド板１８により樹脂
含浸槽２０へと導入され、マトリクス樹脂が含浸される
。余分の樹脂が絞られた樹脂含浸炭素繊維１２ａはガイ
ド板２２によりオーバーワインダー２４に供給され、該
オーバーワインダー２４に取付けられたマンドレル、つ
まり本発明では円形断面を有した細長形状の長尺薄肉中
空管２に対し軸線方向に整列して縦添えされる（最内層
となる軸方向炭素繊維強化樹脂層４ａの形成）、同時に
、該オーバーワインダー２４は該オーバーワインダー２
４に搭載された複数個のクリール２４ａから繰り出され
る炭素繊維２４ｂが、上記縦添えされた軸方向炭素繊維
強化樹脂層４ａの上に所定の角度、例えば７０度の巻付
は角度にて巻付けられ、螺旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂ
が形成される。クリール２４ａからの炭素繊維にはマト
リクス樹脂は含浸されていないが、軽量補強材２に巻付
けられたとき、下層の軸方向炭素繊維強化樹脂層及び次
の工程にて縦添えされる軸方向炭素繊維強化樹脂層から
の余剰マトリクス樹脂が含浸される。
第２及び第３のクリールスタンド１６ｂはクリールスタ
ンド１６ａを挟んで対称に配置され、同様に作動するた
めに、第４図では図面上、手前側のクリールスタンド１
６ｂのみを詳細に図示し説明し、他方のクリールスタン
ド１８ｂの説明は省略する。クリールスタンド１６ｂか
らの炭素Ｆａ維１２ｂの中の一部の繊維１２ ｃはガイ
ド板２８により樹脂含浸槽３０へと導入され、マトリク
ス樹脂が含浸される。余分の樹脂が絞られた樹脂含浸炭
素繊維１２ｃはガイド板３２．３４によりオーバーワイ
ンダー３６に供給される。該樹脂含浸炭素繊維１２ｃは
、オーバーワインダー２４．３６の中心部を貫通する。
ンド１６ａを挟んで対称に配置され、同様に作動するた
めに、第４図では図面上、手前側のクリールスタンド１
６ｂのみを詳細に図示し説明し、他方のクリールスタン
ド１８ｂの説明は省略する。クリールスタンド１６ｂか
らの炭素Ｆａ維１２ｂの中の一部の繊維１２ ｃはガイ
ド板２８により樹脂含浸槽３０へと導入され、マトリク
ス樹脂が含浸される。余分の樹脂が絞られた樹脂含浸炭
素繊維１２ｃはガイド板３２．３４によりオーバーワイ
ンダー３６に供給される。該樹脂含浸炭素繊維１２ｃは
、オーバーワインダー２４．３６の中心部を貫通する。
今や軸線方向及び螺旋方向の２層の強化炭素繊維強化樹
脂層が形成されている長尺薄肉中空管２に対し軸方向へ
と供給され、螺旋状の炭素繊＠２４ｂ上に縦添えされる
（２番目の軸方向炭素繊維強化樹脂層４ａの形成）、同
時に、該オーバーワインダー３６は該オーバーワインダ
ー３６に搭載された複数個のクリール３６ａから繰り出
される炭素繊維３６ｂが、上記縦添えされた軸方向炭素
繊維強化樹脂層４ａの上に所定の角度、例えば７０度の
巻付は角度にて巻付けられ、ｆｉ旋状炭素Ｍ！１ｆ１１
強化樹脂層４ｂが形成される。該オーバーワインダー３
６は前記オーバーワインダー２４とは逆方向に回転され
、従ってオーバーワインダー３６にて形成される螺旋状
炭素繊維強化樹脂層４ｂの巻付方向と、オーバーワイン
ダー２４にて形成された螺旋状炭素ａｍ強化樹脂層４ｂ
の巻付方向とは逆向きとなる。クリール３６ａからの炭
素繊維にはマトリクス樹脂は含浸されていないが、マン
ドレルに巻付けられたとき、下層の軸方向炭素１ａ維強
化樹脂層及び次の工程にて縦添えされる軸方向炭素繊維
強化樹脂層からの余剰マトリクス樹脂が含浸される。
脂層が形成されている長尺薄肉中空管２に対し軸方向へ
と供給され、螺旋状の炭素繊＠２４ｂ上に縦添えされる
（２番目の軸方向炭素繊維強化樹脂層４ａの形成）、同
時に、該オーバーワインダー３６は該オーバーワインダ
ー３６に搭載された複数個のクリール３６ａから繰り出
される炭素繊維３６ｂが、上記縦添えされた軸方向炭素
繊維強化樹脂層４ａの上に所定の角度、例えば７０度の
巻付は角度にて巻付けられ、ｆｉ旋状炭素Ｍ！１ｆ１１
強化樹脂層４ｂが形成される。該オーバーワインダー３
６は前記オーバーワインダー２４とは逆方向に回転され
、従ってオーバーワインダー３６にて形成される螺旋状
炭素繊維強化樹脂層４ｂの巻付方向と、オーバーワイン
ダー２４にて形成された螺旋状炭素ａｍ強化樹脂層４ｂ
の巻付方向とは逆向きとなる。クリール３６ａからの炭
素繊維にはマトリクス樹脂は含浸されていないが、マン
ドレルに巻付けられたとき、下層の軸方向炭素１ａ維強
化樹脂層及び次の工程にて縦添えされる軸方向炭素繊維
強化樹脂層からの余剰マトリクス樹脂が含浸される。
前記螺旋状に巻付けられた炭素繊維３６ｂの上には、第
２のクリールスタンド１６ｂからの炭素繊維１２ｂの残
余の繊維１２ｄであって、ガイド板４０．４２により樹
脂含浸槽４４へと導入され、マトリクス樹脂が含浸され
、次いで余分の樹脂が絞られ、ガイド板４６．４８によ
り案内供給された樹脂含浸炭素縁！１１２ｄが軸線方向
に整列して配置され、最外層の軸方向炭素繊維強化樹脂
層４ａが形成される。
２のクリールスタンド１６ｂからの炭素繊維１２ｂの残
余の繊維１２ｄであって、ガイド板４０．４２により樹
脂含浸槽４４へと導入され、マトリクス樹脂が含浸され
、次いで余分の樹脂が絞られ、ガイド板４６．４８によ
り案内供給された樹脂含浸炭素縁！１１２ｄが軸線方向
に整列して配置され、最外層の軸方向炭素繊維強化樹脂
層４ａが形成される。
このようにして軽量補強材２上には軸方向炭素繊維強化
樹脂層４ａ及び螺旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂが所定層
だけ積層された炭素繊維強化樹脂層積層体５０が形成さ
れる。
樹脂層４ａ及び螺旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂが所定層
だけ積層された炭素繊維強化樹脂層積層体５０が形成さ
れる。
本実施例にて、長尺薄肉中空管２としては外径（Ｉ））
が２５．４ｍｍ、肉厚（Ｔ）が０．３（Ｔ／Ｄ＝０゜０
１２）の円形断面を有したアルミニウム製薄肉中空管を
使用した。
が２５．４ｍｍ、肉厚（Ｔ）が０．３（Ｔ／Ｄ＝０゜０
１２）の円形断面を有したアルミニウム製薄肉中空管を
使用した。
強化ｍ維としては、線径７ｐｍ、強度３４０ｋｇ／ｃＩ
Ｔ＋′の炭素繊維を使用し、各樹脂含浸槽２０．３０．
４４にはマトリクス樹脂としてはエポキシ樹脂１００ｖ
ｒｔ％と、充填剤として炭酸カルシウムを１０ｗｔ％加
えた樹脂液を調製して収容し、炭素繊維に含浸させた。
Ｔ＋′の炭素繊維を使用し、各樹脂含浸槽２０．３０．
４４にはマトリクス樹脂としてはエポキシ樹脂１００ｖ
ｒｔ％と、充填剤として炭酸カルシウムを１０ｗｔ％加
えた樹脂液を調製して収容し、炭素繊維に含浸させた。
上述のようにして軽量補強材２上に内側より樹脂含浸炭
素繊維から成る軸方向炭素繊維強化樹脂層４ａ、！ｌｌ
Ｉ旋状炭素繊維強化樹脂Ｊｉ５４ｂ、軸方向炭素繊維強
化樹脂層４ａ、螺旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂ及び軸方
向炭素繊維強化樹脂層４ａの５層から構成される炭素繊
維強化樹脂層積層体５０が形成される。
素繊維から成る軸方向炭素繊維強化樹脂層４ａ、！ｌｌ
Ｉ旋状炭素繊維強化樹脂Ｊｉ５４ｂ、軸方向炭素繊維強
化樹脂層４ａ、螺旋状炭素繊維強化樹脂層４ｂ及び軸方
向炭素繊維強化樹脂層４ａの５層から構成される炭素繊
維強化樹脂層積層体５０が形成される。
該軽量補強材、即ち長尺薄肉中空管ｚ上に形成された炭
素繊維強化樹脂層５０は次いで、円形断面形状を有した
金型５２内へと引入れられる。
素繊維強化樹脂層５０は次いで、円形断面形状を有した
金型５２内へと引入れられる。
このようにして、極めて好適に金型５２にて所定形状寸
法に賦形された繊維強化樹脂層５０は加熱装置（図示せ
ず）を利用することにより固化（硬化）され、炭素繊維
強化複合樹脂引抜成形品１が形成される。金型５２の下
流側には引抜機５４及びカッター５６が配置され、該炭
素繊維強化複合樹脂引抜成形品１を抜取ると共に、該炭
素繊維強化複合樹脂引抜成形品ｌを所定長さにて切断す
る。引抜機５４及びカッター５６の構造及び作用は当業
者には周知であるのでこれ以上の説明は省略する。
法に賦形された繊維強化樹脂層５０は加熱装置（図示せ
ず）を利用することにより固化（硬化）され、炭素繊維
強化複合樹脂引抜成形品１が形成される。金型５２の下
流側には引抜機５４及びカッター５６が配置され、該炭
素繊維強化複合樹脂引抜成形品１を抜取ると共に、該炭
素繊維強化複合樹脂引抜成形品ｌを所定長さにて切断す
る。引抜機５４及びカッター５６の構造及び作用は当業
者には周知であるのでこれ以上の説明は省略する。
以上の構成とされる製造方法及び引抜成形機を使用して
、外径が３２．４ｍｍ、各炭素繊維強化樹脂層の厚さが
内層より順に０．５．１．０．０．５．１．Ｏｌｏ、５
ｍｍの肉厚３．５ｍｍの円形の炭素Ｈ＆雄強化樹脂引抜
成形品を１ｍ／分の速度にて製造することができた。
、外径が３２．４ｍｍ、各炭素繊維強化樹脂層の厚さが
内層より順に０．５．１．０．０．５．１．Ｏｌｏ、５
ｍｍの肉厚３．５ｍｍの円形の炭素Ｈ＆雄強化樹脂引抜
成形品を１ｍ／分の速度にて製造することができた。
このようにして製造した引抜成形品ｌの強度は従来の成
形品に比較して優れていた。
形品に比較して優れていた。
λ監立皇」
以上説明したように、本発明に従った長尺軽量炭素繊維
強化複合樹脂引抜成形品は軸方向のみならず横方向圧縮
及び曲げに対する強度（＃座屈性）が従来の成形品に比
較し飛躍的に向上したものとなり、又本発明による製造
方法によると斯る繊維強化複合樹脂引抜成形品が極めて
簡単に且つ連続的に短時間にて製造し得るという利点が
ある。
強化複合樹脂引抜成形品は軸方向のみならず横方向圧縮
及び曲げに対する強度（＃座屈性）が従来の成形品に比
較し飛躍的に向上したものとなり、又本発明による製造
方法によると斯る繊維強化複合樹脂引抜成形品が極めて
簡単に且つ連続的に短時間にて製造し得るという利点が
ある。
第１図、第２図及び第３図は１本発明に係る長尺軽量炭
素繊維強化複合樹脂引抜成形品の実施例の断面図である
。 第４図は、本発明に従って長尺軽量炭素繊維強化複合樹
脂引抜成形品を製造する際の工程を説明する概略説明図
である。 第５図は、本発明に係る長尺軽量炭素繊維強化複合樹脂
引抜成形品の他の実施例の断面図である。 第６図は、本発明に従って長尺軽量炭素繊維強化複合樹
脂引抜成形品を製造する際に使用するオーバーワイング
ーの概略説明図である。 ■＝炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品 ２：長尺軽量補強材 ４：繊維強化樹脂層 ６．５２：金型 第１図 第２図 第３図 第４図
素繊維強化複合樹脂引抜成形品の実施例の断面図である
。 第４図は、本発明に従って長尺軽量炭素繊維強化複合樹
脂引抜成形品を製造する際の工程を説明する概略説明図
である。 第５図は、本発明に係る長尺軽量炭素繊維強化複合樹脂
引抜成形品の他の実施例の断面図である。 第６図は、本発明に従って長尺軽量炭素繊維強化複合樹
脂引抜成形品を製造する際に使用するオーバーワイング
ーの概略説明図である。 ■＝炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品 ２：長尺軽量補強材 ４：繊維強化樹脂層 ６．５２：金型 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）長尺の薄肉中空管と、該長尺薄肉中空管の外周囲を
囲包して形成された炭素繊維強化樹脂層とを具備するこ
とを特徴とする長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜
成形品。 ２）長尺薄肉中空管は、薄肉のアルミニウム若しくは鋼
等の金属製のパイプ又はプラスチック製のパイプである
特許請求の範囲第１項記載の長尺薄肉中空炭素繊維強化
複合樹脂引抜成形品。 ３）炭素繊維強化樹脂層は、強化炭素繊維を軸方向に整
列して形成される軸方向繊維層と、強化炭素繊維を軸線
に対し螺旋状に巻付けることにより形成される螺旋状繊
維層とを具備して成る特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の長尺薄肉中空管炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品
。 ４）軸方向繊維層と螺旋状繊維層とは互い違いに複数層
形成されて成る特許請求の範囲第３項記載の長尺薄肉中
空管炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品。 ５）成形品の最内層及び最外層は軸方向繊維層である特
許請求の範囲第３項又は第４項記載の長尺薄肉中空管炭
素繊維強化複合樹脂引抜成形品。 ６）繊維強化樹脂層の強化炭素繊維に含浸されるマトリ
クス樹脂はエポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエス
テル等の熱硬化性樹脂、及びナイロン６、ナイロン６６
、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフエニレン
スルフアイド、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂である
特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかの項に記載の
長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品。 ７）（ａ）細長形状の長尺薄肉中空管を用意する工程； （ｂ）前記長尺薄肉中空管に樹脂含浸炭素繊維を配置し
て所定の肉厚を有した炭素繊維強化樹脂層を形成する工
程；次いで （ｃ）前記炭素繊維強化樹脂層を有した長尺薄肉中空管
を金型へと引込んで所定の寸法形状に賦形し、固化する
工程； を有することを特徴とする長尺薄肉中空炭素繊維強化複
合樹脂引抜成形品の製造法。 ８）長尺薄肉中空管に所定の肉厚にて炭素繊維強化樹脂
層を形成する工程（ｂ）は、長尺薄肉中空管の上に樹脂
含浸炭素繊維を軸方向に配置するか又は螺旋方向に巻付
けて、所定の肉厚を有した第１の繊維層を形成する工程
（イ）と、該第１の繊維層を固化するに先立つて該繊維
層の上に樹脂含浸炭素繊維を前記第１の繊維層とは異な
る方向に配列することにより第２の繊維層を形成する工
程（ロ）と、必要に応じて、前記（イ）、（ロ）工程を
所望回数繰り返し行ない、軸方向繊維層及び螺旋方向繊
維層から成る未硬化繊維層積層体を形成する工程から成
る特許請求の範囲第７項記載の製造法。 ９）第１の繊維層及び最外層の繊維層は軸方向繊維層で
ある特許請求の範囲第８項記載の製造法。 １０）長尺薄肉中空管は、薄肉のアルミニウム若しくは
鋼等の金属製のパイプ又はプラスチック製のパイプであ
る特許請求の範囲第７項、第８項又は第９項記載の製造
法。 １１）繊維強化樹脂層の強化炭素繊維に含浸されるマト
リクス樹脂はエポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエ
ステル等の熱硬化性樹脂、及びナイロン６、ナイロン６
６、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフエニレ
ンスルフアイド、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂であ
る特許請求の範囲第７項〜第１０項のいずれかの項に記
載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325766A JPH01166936A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325766A JPH01166936A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166936A true JPH01166936A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18180384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62325766A Pending JPH01166936A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 長尺薄肉中空炭素繊維強化複合樹脂引抜成形品及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166936A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5993713A (en) * | 1992-12-01 | 1999-11-30 | De La Puerta; Enrique | Reinforced composite shapes and method and apparatus for their manufacture |
| JP2008062327A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Asahi Machinery Ltd | 炭素繊維強化プラスチック製カッターロールとその製造方法 |
| JP2009154476A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Nippon Kansen Kogyo Kk | 繊維集積ロッドと、その製造方法 |
| CN103085289A (zh) * | 2013-02-19 | 2013-05-08 | 安徽省中阳管业有限公司 | 聚乙烯玻璃钢复合成型螺旋波纹管加工装置及其加工方法 |
| CN105625951A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-06-01 | 胜利油田新大管业科技发展有限责任公司 | 耐偏磨碳纤维增强复合材料连续抽油杆及其制备装置和方法 |
| CN108589307A (zh) * | 2018-01-27 | 2018-09-28 | 福星东联（北京）科技有限公司 | 一种用于防撞杠的碳纤维复合材料 |
| JP2021054105A (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-08 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 繊維強化樹脂複合材及び繊維強化樹脂複合材の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62325766A patent/JPH01166936A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5993713A (en) * | 1992-12-01 | 1999-11-30 | De La Puerta; Enrique | Reinforced composite shapes and method and apparatus for their manufacture |
| JP2008062327A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Asahi Machinery Ltd | 炭素繊維強化プラスチック製カッターロールとその製造方法 |
| JP2009154476A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Nippon Kansen Kogyo Kk | 繊維集積ロッドと、その製造方法 |
| CN103085289A (zh) * | 2013-02-19 | 2013-05-08 | 安徽省中阳管业有限公司 | 聚乙烯玻璃钢复合成型螺旋波纹管加工装置及其加工方法 |
| CN103085289B (zh) * | 2013-02-19 | 2015-12-09 | 安徽省中阳管业有限公司 | 聚乙烯玻璃钢复合成型螺旋波纹管加工装置及其加工方法 |
| CN105625951A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-06-01 | 胜利油田新大管业科技发展有限责任公司 | 耐偏磨碳纤维增强复合材料连续抽油杆及其制备装置和方法 |
| CN108589307A (zh) * | 2018-01-27 | 2018-09-28 | 福星东联（北京）科技有限公司 | 一种用于防撞杠的碳纤维复合材料 |
| CN108589307B (zh) * | 2018-01-27 | 2020-09-22 | 福星东联（北京）科技有限公司 | 一种用于防撞杠的碳纤维复合材料 |
| JP2021054105A (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-08 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 繊維強化樹脂複合材及び繊維強化樹脂複合材の製造方法 |
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