JPH06143273A - 成形材料及びフィラメントワインディング成形品 - Google Patents
成形材料及びフィラメントワインディング成形品Info
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- JPH06143273A JPH06143273A JP4302278A JP30227892A JPH06143273A JP H06143273 A JPH06143273 A JP H06143273A JP 4302278 A JP4302278 A JP 4302278A JP 30227892 A JP30227892 A JP 30227892A JP H06143273 A JPH06143273 A JP H06143273A
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 フィラメントワインディング成形に適した繊
維強化熱可塑性樹脂成形材料及びそのフィラメントワイ
ンディング成形品を提供する。 【構成】 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ≦８０の条件式を満たし且
つ空隙率が８％以下であり、強化繊維を熱可塑性樹脂２
で含浸して得られることを特徴とするテープ状成形材料
１、及び上記テープ状成形材料１を用いてフィラメント
ワインディング成形を行なうことを特徴とするフィラメ
ントワインディング成形品。 但し、Ｅ：強化繊維モノフィラメント３の伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメント３の断面積（mm2 ） ｍ：テープ状成形材料中の強化繊維モノフィラメント３
の本数（−） ａ：テープ状成形材料断面の厚さの半分（mm）
維強化熱可塑性樹脂成形材料及びそのフィラメントワイ
ンディング成形品を提供する。 【構成】 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ≦８０の条件式を満たし且
つ空隙率が８％以下であり、強化繊維を熱可塑性樹脂２
で含浸して得られることを特徴とするテープ状成形材料
１、及び上記テープ状成形材料１を用いてフィラメント
ワインディング成形を行なうことを特徴とするフィラメ
ントワインディング成形品。 但し、Ｅ：強化繊維モノフィラメント３の伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメント３の断面積（mm2 ） ｍ：テープ状成形材料中の強化繊維モノフィラメント３
の本数（−） ａ：テープ状成形材料断面の厚さの半分（mm）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性樹脂をマトリッ
クスとする繊維強化複合材料の成形材料およびフィラメ
ントワインディング成形品に関するものである。
クスとする繊維強化複合材料の成形材料およびフィラメ
ントワインディング成形品に関するものである。
【０００２】
【従来技術】熱可塑性樹脂を強化繊維に含浸したテープ
状プリプレグが市販されているが、これらは剛直であ
り、織物、組み物あるいはシート状物を作ることは困難
であり、造形性に劣る。また、これらはフィラメントワ
インディング（以下ＦＷと略す）成形に用いる場合、そ
の剛直さのため、マンドレルの軸方向に対して寝かせた
ヘリカル巻が困難であり、巻くことができても層間にボ
イドが生じ易く、そのＦＷ成形品の軸方向の強度が足り
ないものしかできない等の問題がある。
状プリプレグが市販されているが、これらは剛直であ
り、織物、組み物あるいはシート状物を作ることは困難
であり、造形性に劣る。また、これらはフィラメントワ
インディング（以下ＦＷと略す）成形に用いる場合、そ
の剛直さのため、マンドレルの軸方向に対して寝かせた
ヘリカル巻が困難であり、巻くことができても層間にボ
イドが生じ易く、そのＦＷ成形品の軸方向の強度が足り
ないものしかできない等の問題がある。
【０００３】一方、熱可塑性樹脂を繊維状あるいは粉体
等にして強化繊維と組合せたフレキシブルな材料も開発
されているが、組合せ段階で不均一を生じやすい。この
ため、マトリックスを補強繊維中に均一に含浸させ、ボ
イドのない成形品を確実に得るには、含浸成形工程にお
いて時間をかけた加圧が必要となり、工程コストが高く
なるという欠点がある。また、ＦＷに関しても圧力を高
くし、加圧時間を長くする必要があり成形サイクルが長
くなる等の問題がある。
等にして強化繊維と組合せたフレキシブルな材料も開発
されているが、組合せ段階で不均一を生じやすい。この
ため、マトリックスを補強繊維中に均一に含浸させ、ボ
イドのない成形品を確実に得るには、含浸成形工程にお
いて時間をかけた加圧が必要となり、工程コストが高く
なるという欠点がある。また、ＦＷに関しても圧力を高
くし、加圧時間を長くする必要があり成形サイクルが長
くなる等の問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情を考
慮してなされたもので、その目的は、ＦＷ成形ができる
ようなフレキシビリティを有する、繊維強化熱可塑性樹
脂のテープ状成形材料を提供し、優れた力学特性を有す
るＦＷ成形体の形成を可能にすることである。上記課題
を解決するため鋭意研究を行った結果本発明を完成する
に至った。
慮してなされたもので、その目的は、ＦＷ成形ができる
ようなフレキシビリティを有する、繊維強化熱可塑性樹
脂のテープ状成形材料を提供し、優れた力学特性を有す
るＦＷ成形体の形成を可能にすることである。上記課題
を解決するため鋭意研究を行った結果本発明を完成する
に至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、Ｅ
・Ｓ・ｍ・ａ2 ≦８０の条件式を満たし且つ空隙率が８
％以下であり、強化繊維を熱可塑性樹脂で含浸して得ら
れることを特徴とするテープ状成形材料及び前記テープ
状成形材料を用いてＦＷ成形を行なうことを特徴とする
ＦＷ成形品を提供するものである。 但し、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率（kg
f/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：テープ状成形材料中の強化繊維モノフィラメントの
本数（−） ａ：テープ状成形材料断面の厚さの半分（mm）
・Ｓ・ｍ・ａ2 ≦８０の条件式を満たし且つ空隙率が８
％以下であり、強化繊維を熱可塑性樹脂で含浸して得ら
れることを特徴とするテープ状成形材料及び前記テープ
状成形材料を用いてＦＷ成形を行なうことを特徴とする
ＦＷ成形品を提供するものである。 但し、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率（kg
f/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：テープ状成形材料中の強化繊維モノフィラメントの
本数（−） ａ：テープ状成形材料断面の厚さの半分（mm）
【０００６】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説
明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるもので
はない。
明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるもので
はない。
【０００７】本発明に用いられる強化繊維としては、ガ
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミックス繊
維、金属繊維等の連続繊維が挙げられ、これらを２種以
上併用して用いてもよい。但し、強化繊維は特にこれら
に限定されるわけではない。これらの強化繊維は熱可塑
性樹脂との接着を良くするために表面処理がなされてい
ることが好ましい。使用するモノフィラメント数は好ま
しくは５０〜２４０００本、より好ましくは２００〜１
２０００本であり、またモノフィラメントの直径は好ま
しくは３〜５０μｍ、より好ましくは６〜２４μｍであ
るが、特にこの範囲に限定されるものではない。
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミックス繊
維、金属繊維等の連続繊維が挙げられ、これらを２種以
上併用して用いてもよい。但し、強化繊維は特にこれら
に限定されるわけではない。これらの強化繊維は熱可塑
性樹脂との接着を良くするために表面処理がなされてい
ることが好ましい。使用するモノフィラメント数は好ま
しくは５０〜２４０００本、より好ましくは２００〜１
２０００本であり、またモノフィラメントの直径は好ま
しくは３〜５０μｍ、より好ましくは６〜２４μｍであ
るが、特にこの範囲に限定されるものではない。
【０００８】一方、熱可塑性樹脂としてはポリエチレ
ン、ポリプロピレンおよびその共重合体や変性体を含む
ポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン１２等のポリアミド系、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系、
ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテ
ルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル
ケトン等が挙げられる。但し、熱可塑性樹脂は特にこれ
らに限定されるわけではない。
ン、ポリプロピレンおよびその共重合体や変性体を含む
ポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン１２等のポリアミド系、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系、
ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテ
ルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル
ケトン等が挙げられる。但し、熱可塑性樹脂は特にこれ
らに限定されるわけではない。
【０００９】図１に本発明におけるテープ状成形材料の
代表例の断面図を模式的に示した。テープ状成形材料
（１）はマトリックスとなる熱可塑性樹脂（２）中に強
化繊維（３）が含浸されたものである。Ｌ1 はテープ状
成形材料断面の幅であり、Ｌ2 はテープ状成形材料断面
の厚さである。テープ状成形材料の断面形状は必ずしも
長方形でなくてもよく、楕円形状であってもよいが、そ
の形状は本発明の趣旨内容から外れない範囲でとくに限
定されるものではない。惰円形状の場合、長径がＬ1 、
短径がＬ2 となる。
代表例の断面図を模式的に示した。テープ状成形材料
（１）はマトリックスとなる熱可塑性樹脂（２）中に強
化繊維（３）が含浸されたものである。Ｌ1 はテープ状
成形材料断面の幅であり、Ｌ2 はテープ状成形材料断面
の厚さである。テープ状成形材料の断面形状は必ずしも
長方形でなくてもよく、楕円形状であってもよいが、そ
の形状は本発明の趣旨内容から外れない範囲でとくに限
定されるものではない。惰円形状の場合、長径がＬ1 、
短径がＬ2 となる。
【００１０】本発明においては、強化繊維のモノフィラ
メントの伸張弾性率をＥ（kgf ／mm 2 ）、強化繊維モノ
フィラメントの断面積をＳ（mm2 ）、テープ状成形材料
中の強化繊維モノフィラメントの本数をｍ（−）、テー
プ状成形材料断面の厚さ（すなわちＬ2 ）の半分をａ
（mm）としたときのＥ・Ｓ・ｍ・ａ2 で計算される値が
８０以下であることが必要であり、５０以下であればよ
り好ましい。Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 が８０を超える場合に
は、生成したテープ状成形材料のフレキシビリティーが
損なわれ、ＦＷ成形においてヘリカル巻きが困難になる
ためである。
メントの伸張弾性率をＥ（kgf ／mm 2 ）、強化繊維モノ
フィラメントの断面積をＳ（mm2 ）、テープ状成形材料
中の強化繊維モノフィラメントの本数をｍ（−）、テー
プ状成形材料断面の厚さ（すなわちＬ2 ）の半分をａ
（mm）としたときのＥ・Ｓ・ｍ・ａ2 で計算される値が
８０以下であることが必要であり、５０以下であればよ
り好ましい。Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 が８０を超える場合に
は、生成したテープ状成形材料のフレキシビリティーが
損なわれ、ＦＷ成形においてヘリカル巻きが困難になる
ためである。
【００１１】テープ状成形材料中の強化繊維の含有率
は、２０〜８０体積％が好ましい。強化繊維が２０体積
％以下の場合には強化効果が有効に発揮できず、また８
０体積％以上になると含浸の際にボイドが発生しやすく
なるためである。
は、２０〜８０体積％が好ましい。強化繊維が２０体積
％以下の場合には強化効果が有効に発揮できず、また８
０体積％以上になると含浸の際にボイドが発生しやすく
なるためである。
【００１２】テープ状成形材料の製造方法、すなわち複
数の強化繊維モノフィラメントを熱可塑性樹脂で含浸被
覆する方法は特に規定されないが、例えば、図２に示す
ようにクロスヘッドダイを用いる方法が挙げられる。こ
こでテープ形状を一定に保つためや含浸をより向上させ
るために加圧賦形ロールを用いることが好ましい。
数の強化繊維モノフィラメントを熱可塑性樹脂で含浸被
覆する方法は特に規定されないが、例えば、図２に示す
ようにクロスヘッドダイを用いる方法が挙げられる。こ
こでテープ形状を一定に保つためや含浸をより向上させ
るために加圧賦形ロールを用いることが好ましい。
【００１３】本発明において、強化繊維モノフィラメン
トを熱可塑性樹脂で含浸する程度は完全でなくてもよ
い。後の成形過程に於いて、熱可塑性樹脂がさらに溶融
され、含浸の程度が向上するからである。
トを熱可塑性樹脂で含浸する程度は完全でなくてもよ
い。後の成形過程に於いて、熱可塑性樹脂がさらに溶融
され、含浸の程度が向上するからである。
【００１４】しかしながら、テープ状成形材料の空隙率
が８％を越えると、後の成形過程においても完全に含浸
することができず、成形品にボイドが残り機械物性が低
下する。従って、空隙率は８％以下が必要であり、４％
以下であればより好ましい。ここで空隙率とは、テープ
状成形材料を長さ１０mmに切断し、それを約２ｇ程度集
め、水に浸漬後の重量増加分をもとのテープ状成形材料
の重量で除した値を百分率で表わしたものである。この
際、水に浸漬しやすくするために界面活性剤を少量加え
ることが好ましく、また秤量の誤差を除くため表面に付
着した水分は拭いて除去しなければならない。
が８％を越えると、後の成形過程においても完全に含浸
することができず、成形品にボイドが残り機械物性が低
下する。従って、空隙率は８％以下が必要であり、４％
以下であればより好ましい。ここで空隙率とは、テープ
状成形材料を長さ１０mmに切断し、それを約２ｇ程度集
め、水に浸漬後の重量増加分をもとのテープ状成形材料
の重量で除した値を百分率で表わしたものである。この
際、水に浸漬しやすくするために界面活性剤を少量加え
ることが好ましく、また秤量の誤差を除くため表面に付
着した水分は拭いて除去しなければならない。
【００１５】本発明のテープ状成形材料の幅は、成形品
の大きさに応じて決定されなければならない。しかしな
がら、あまり広すぎるとＦＷ成形のヘリカル巻が困難と
なる。よって、２０mm以下が好ましく、１０mm以下がよ
り好ましいが、これに限定されるものではない。
の大きさに応じて決定されなければならない。しかしな
がら、あまり広すぎるとＦＷ成形のヘリカル巻が困難と
なる。よって、２０mm以下が好ましく、１０mm以下がよ
り好ましいが、これに限定されるものではない。
【００１６】一方、本発明のテープ状成形材料の厚さに
関しては、本発明のＥ・Ｓ・ｍ・ａ 2 ≦８０の条件式を
満たす範囲であればよい。例えば強化繊維に単糸径１３
μｍ、繊維本数１６００本、伸張弾性率７４００kgf/mm
2 のガラス繊維を用いた場合、そのテープの厚さは０．
４５mm以下であればよいこととなる。ただし、Ｅ・Ｓ・
ｍ・ａ2 ≦５０の場合、すなわちテープの厚さが０．３
５mm以下であればより好ましい。
関しては、本発明のＥ・Ｓ・ｍ・ａ 2 ≦８０の条件式を
満たす範囲であればよい。例えば強化繊維に単糸径１３
μｍ、繊維本数１６００本、伸張弾性率７４００kgf/mm
2 のガラス繊維を用いた場合、そのテープの厚さは０．
４５mm以下であればよいこととなる。ただし、Ｅ・Ｓ・
ｍ・ａ2 ≦５０の場合、すなわちテープの厚さが０．３
５mm以下であればより好ましい。
【００１７】本発明のテープ状成形材料は、製織、製紐
等のテキスタイル加工を経て成形され、あるいは、プル
トルージョン成形またはＦＷ成形など種々の成形法に供
せられ、熱可塑性複合材料を得ることができる。その中
でも、本発明のテープ状成形材料はＦＷ成形に供される
ことが最も好ましく、本発明の効果が顕著に発揮される
こととなる。すなわち、熱硬化性ＦＷ成形品は、通常、
マンドレル回転軸に対して５４度近辺の巻き角のヘリカ
ル巻きを行い、軸方向の曲げ物性を確保しているが、熱
可塑性テープ状成形材料を用いた場合には、その剛直さ
のため、ヘリカル巻きが困難となる。また、ヘリカル巻
きの場合、巻いたテープ間の間隔が開き、上層と下層の
重なり部でテープ厚さに対応するボイドが生じ易くな
る。しかし、本発明によるテープ状成形材料を用いる
と、フレキシビリティーに富むため５４度近辺のヘリカ
ル巻にも対応でき、且つその薄さゆえにボイドが発生し
にくい。よって、得られる優れた物性のＦＷ成形品を得
ることが可能となる。さらに、本発明によるテープ状成
形材料は小型のＦＷ品や、複雑形状のＦＷ品にも充分対
応することが可能である。
等のテキスタイル加工を経て成形され、あるいは、プル
トルージョン成形またはＦＷ成形など種々の成形法に供
せられ、熱可塑性複合材料を得ることができる。その中
でも、本発明のテープ状成形材料はＦＷ成形に供される
ことが最も好ましく、本発明の効果が顕著に発揮される
こととなる。すなわち、熱硬化性ＦＷ成形品は、通常、
マンドレル回転軸に対して５４度近辺の巻き角のヘリカ
ル巻きを行い、軸方向の曲げ物性を確保しているが、熱
可塑性テープ状成形材料を用いた場合には、その剛直さ
のため、ヘリカル巻きが困難となる。また、ヘリカル巻
きの場合、巻いたテープ間の間隔が開き、上層と下層の
重なり部でテープ厚さに対応するボイドが生じ易くな
る。しかし、本発明によるテープ状成形材料を用いる
と、フレキシビリティーに富むため５４度近辺のヘリカ
ル巻にも対応でき、且つその薄さゆえにボイドが発生し
にくい。よって、得られる優れた物性のＦＷ成形品を得
ることが可能となる。さらに、本発明によるテープ状成
形材料は小型のＦＷ品や、複雑形状のＦＷ品にも充分対
応することが可能である。
【００１８】ＦＷ成形方法としては、特に限定されない
が、図３に示すような方法が好ましい。すなわち、クリ
ル（１３）から供給されるテープ状成形材料（９）に適
度なテンションを与えつつ、該テープ状成形材料を、赤
外線ヒーター、熱風、火炎等（１４）により予備加熱し
た後、同様の手段（１５）により溶融しながらマンドレ
ル（１６）に供給する。該マンドレルとの接触点におい
て、圧縮ロール（１７）で圧縮一体化し成形品を得るも
のである。ここで、ヒーター、熱風、火炎等はテープ及
び圧縮ロールと共にトラバースしなければならない。た
だし、圧縮ロール長が成形品長と同じであれば圧縮ロー
ルのトラバースの必要はない。また、溶融方法は、テー
プ状成形材料の熱可塑性樹脂の融点や、成形速度に応じ
て選択し、充分熱可塑性樹脂が溶融しなければならな
い。さらに、巻き初めに、マンドレルに接触した時にテ
ープ状成形材料がすぐに固化し、上層と一体化しにくく
なることを防ぐために、マンドレルをヒーター等で予熱
しておくのが好ましい。
が、図３に示すような方法が好ましい。すなわち、クリ
ル（１３）から供給されるテープ状成形材料（９）に適
度なテンションを与えつつ、該テープ状成形材料を、赤
外線ヒーター、熱風、火炎等（１４）により予備加熱し
た後、同様の手段（１５）により溶融しながらマンドレ
ル（１６）に供給する。該マンドレルとの接触点におい
て、圧縮ロール（１７）で圧縮一体化し成形品を得るも
のである。ここで、ヒーター、熱風、火炎等はテープ及
び圧縮ロールと共にトラバースしなければならない。た
だし、圧縮ロール長が成形品長と同じであれば圧縮ロー
ルのトラバースの必要はない。また、溶融方法は、テー
プ状成形材料の熱可塑性樹脂の融点や、成形速度に応じ
て選択し、充分熱可塑性樹脂が溶融しなければならな
い。さらに、巻き初めに、マンドレルに接触した時にテ
ープ状成形材料がすぐに固化し、上層と一体化しにくく
なることを防ぐために、マンドレルをヒーター等で予熱
しておくのが好ましい。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに何ら限定されるものではない。
れらに何ら限定されるものではない。
【００２０】
【実施例１】強化繊維にモノフィラメント径１３μｍ、
フィラメント本数１６００本、伸張弾性率７４００kgf/
mm2 のガラス繊維１ストランドを用いた。マトリックス
として、ＭＦＩ＝６０ｇ／１０分、０．１重量％のマレ
イン酸で変性したポリプロピレンを用いた。上記ガラス
繊維１ストランドを図２に示すダイに供給し、一方押出
機より上記ポリプロピレンを溶融して供給し、ガラス繊
維ストランドに含浸させ、さらにダイを出た後、２対の
圧縮ロールで圧縮含浸及び偏平化を行いテープ状成形材
料を得た。テープ状成形材料の製造速度は１０ｍ／分で
行った。得られたテープ状成形材料は、ガラス繊維含有
率４０体積％、幅３．２mm、厚さ０．１８mm、空隙率
２．５％であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ＝１２．７であっ
た。得られたテープ状成形材料を図３に示すＦＷ成形工
程に供した。マンドレルの直径は３０mm、マンドレルを
予めドライヤーで１５０℃まで予熱しておいた。テープ
状成形材料を赤外線ヒーターで約１５０℃に予熱した
後、溶融は、３２０℃の熱風で行い、巻き角は５４度の
ヘリカル巻きとし、テープ速度は３ｍ／分で行った。圧
縮ロールの圧力は７kg／cmで行った。得られたパイプは
外径３５mm、内径３０mm、長さ２００mmで、断面を顕微
鏡で観察したところ、ボイドは見られなかった。
フィラメント本数１６００本、伸張弾性率７４００kgf/
mm2 のガラス繊維１ストランドを用いた。マトリックス
として、ＭＦＩ＝６０ｇ／１０分、０．１重量％のマレ
イン酸で変性したポリプロピレンを用いた。上記ガラス
繊維１ストランドを図２に示すダイに供給し、一方押出
機より上記ポリプロピレンを溶融して供給し、ガラス繊
維ストランドに含浸させ、さらにダイを出た後、２対の
圧縮ロールで圧縮含浸及び偏平化を行いテープ状成形材
料を得た。テープ状成形材料の製造速度は１０ｍ／分で
行った。得られたテープ状成形材料は、ガラス繊維含有
率４０体積％、幅３．２mm、厚さ０．１８mm、空隙率
２．５％であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ＝１２．７であっ
た。得られたテープ状成形材料を図３に示すＦＷ成形工
程に供した。マンドレルの直径は３０mm、マンドレルを
予めドライヤーで１５０℃まで予熱しておいた。テープ
状成形材料を赤外線ヒーターで約１５０℃に予熱した
後、溶融は、３２０℃の熱風で行い、巻き角は５４度の
ヘリカル巻きとし、テープ速度は３ｍ／分で行った。圧
縮ロールの圧力は７kg／cmで行った。得られたパイプは
外径３５mm、内径３０mm、長さ２００mmで、断面を顕微
鏡で観察したところ、ボイドは見られなかった。
【００２１】
【比較例１】実施例１のテープ状成形材料製造時にガラ
ス繊維を２ストランド用い、あとは同じ条件でテープ状
成形材料を得た。得られたテープ状成形材料は、ガラス
繊維含有率３９体積％、幅２．９mm、厚さ０．４mm、空
隙率５．２％であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ＝１２５．７で
あった。実施例１と同様にＦＷ成形に供したが、剛直す
ぎるため、巻き角５４度のヘリカル巻きを行うことは不
可能であった。
ス繊維を２ストランド用い、あとは同じ条件でテープ状
成形材料を得た。得られたテープ状成形材料は、ガラス
繊維含有率３９体積％、幅２．９mm、厚さ０．４mm、空
隙率５．２％であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ＝１２５．７で
あった。実施例１と同様にＦＷ成形に供したが、剛直す
ぎるため、巻き角５４度のヘリカル巻きを行うことは不
可能であった。
【００２２】
【比較例２】実施例１のテープ状成形材料製造時に圧縮
ロールを用いず、あとは同じ条件でテープ状成形材料を
得た。得られたテープ状成形材料は、ガラス繊維含有率
４２体積％、幅２．８mm、厚さ０．２mm、空隙率１１．
２％であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ 2 ＝１５．７であった。実
施例１と同様にＦＷ成形に供した。得られた成形品の断
面を顕微鏡で観察したところ、多数のボイドが見られ
た。
ロールを用いず、あとは同じ条件でテープ状成形材料を
得た。得られたテープ状成形材料は、ガラス繊維含有率
４２体積％、幅２．８mm、厚さ０．２mm、空隙率１１．
２％であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ 2 ＝１５．７であった。実
施例１と同様にＦＷ成形に供した。得られた成形品の断
面を顕微鏡で観察したところ、多数のボイドが見られ
た。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
マトリックスとして熱可塑性樹脂を用いるため、繊維強
化熱硬化性樹脂の場合とは異なり、 キュアリング工程が不要である。 得られた成形物がより強靭である。 材料としてのシェルフライフが極めて長い。 硬化剤やマトリックス液の毒性がなく、さらにこうし
た液状物から来る汚れがない。 という長所を有する。また熱可塑性樹脂複合材料との比
較においては、通常のテープ状成形材料に対しては、優
れた可撓性を有しテキスタイル加工等の後加工も可能で
あり、しかも、型に沿い易いため成形性に優れる。特に
ＦＷ成形においては、そのフレキシビリティのため、ヘ
リカル巻きへの使用や、小型品や複雑形状品への適用が
良好であると同時に、成形品のボイドを低減でき、優れ
た物性のＦＷ成形品が得られる。また、熱可塑性繊維
や、粉体を用いた物と比較した場合は、予め補強繊維が
含浸されているため、比較的短時間、低圧力で、均一か
つ、ボイドのない成形品が得られる。
マトリックスとして熱可塑性樹脂を用いるため、繊維強
化熱硬化性樹脂の場合とは異なり、 キュアリング工程が不要である。 得られた成形物がより強靭である。 材料としてのシェルフライフが極めて長い。 硬化剤やマトリックス液の毒性がなく、さらにこうし
た液状物から来る汚れがない。 という長所を有する。また熱可塑性樹脂複合材料との比
較においては、通常のテープ状成形材料に対しては、優
れた可撓性を有しテキスタイル加工等の後加工も可能で
あり、しかも、型に沿い易いため成形性に優れる。特に
ＦＷ成形においては、そのフレキシビリティのため、ヘ
リカル巻きへの使用や、小型品や複雑形状品への適用が
良好であると同時に、成形品のボイドを低減でき、優れ
た物性のＦＷ成形品が得られる。また、熱可塑性繊維
や、粉体を用いた物と比較した場合は、予め補強繊維が
含浸されているため、比較的短時間、低圧力で、均一か
つ、ボイドのない成形品が得られる。
【図１】代表的なテープ状成形材料の断面図である。
【図２】テープ状成形材料を得るための１例の工程模式
図である。
図である。
【図３】ＦＷ成形品を得るための１例の工程模式図であ
る。
る。
１ テープ状成形材料 ２ 熱可塑性樹脂 ３ 強化繊維モノフィラメント Ｌ1 テープ状成形材料の幅 Ｌ2 テープ状成形材料の厚さ ４ 強化繊維クリル ５ 強化繊維 ６ 開繊装置 ７ ダイ ８ 圧縮ロール ９ テープ状成形材料 １０ 引き取り機 １１ 巻取り機 １２ 押出機 １３ テープ状成形材料クリル １４ 予熱ヒーター １５ 溶融加熱装置 １６ マンドレル １７ 圧縮ロール
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ≦８０の条件式を満た
し且つ空隙率が８％以下であり、強化繊維を熱可塑性樹
脂で含浸して得られることを特徴とするテープ状成形材
料。 但し、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率（kg
f/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：テープ状成形材料中の強化繊維モノフィラメントの
本数（−） ａ：テープ状成形材料断面の厚さの半分（mm） - 【請求項２】 請求項１記載のテープ状成形材料を用い
て、フィラメントワインディング成形を行なうことを特
徴とするフィラメントワインディング成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30227892A JP3386158B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 成形材料及びフィラメントワインディング成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30227892A JP3386158B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 成形材料及びフィラメントワインディング成形品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06143273A true JPH06143273A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3386158B2 JP3386158B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=17907084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30227892A Expired - Fee Related JP3386158B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 成形材料及びフィラメントワインディング成形品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386158B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010519074A (ja) * | 2007-02-24 | 2010-06-03 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | 誘導補助的な製造法 |
| JP2012086548A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-05-10 | Daicel Polymer Ltd | 無機繊維巻きテープとその製造方法 |
| JP2013104056A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-30 | Fukuvi Chemical Industry Co Ltd | 繊維強化プラスチック製テープ |
| KR20180006430A (ko) | 2015-05-22 | 2018-01-17 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 테이프 형상 프리프레그 및 섬유 강화 성형체 |
| WO2020217573A1 (ja) | 2019-04-25 | 2020-10-29 | 日東紡績株式会社 | 繊維強化樹脂中空円筒体 |
| EP3656807B1 (en) | 2017-07-18 | 2024-09-04 | Toray Industries, Inc. | Unidirectionally-oriented tape-shaped prepreg, and molded article thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5749108B2 (ja) * | 2011-07-26 | 2015-07-15 | ダイセルポリマー株式会社 | 繊維巻きテープを使用した継ぎ目部材及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP30227892A patent/JP3386158B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20180006430A (ko) | 2015-05-22 | 2018-01-17 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 테이프 형상 프리프레그 및 섬유 강화 성형체 |
| EP3656807B1 (en) | 2017-07-18 | 2024-09-04 | Toray Industries, Inc. | Unidirectionally-oriented tape-shaped prepreg, and molded article thereof |
| WO2020217573A1 (ja) | 2019-04-25 | 2020-10-29 | 日東紡績株式会社 | 繊維強化樹脂中空円筒体 |
| KR20210116641A (ko) | 2019-04-25 | 2021-09-27 | 니토 보세키 가부시기가이샤 | 섬유 강화 수지 중공 원통체 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3386158B2 (ja) | 2003-03-17 |
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