JPH07122194B2

JPH07122194B2 - 曲管状繊維構造体の製法

Info

Publication number: JPH07122194B2
Application number: JP61105699A
Authority: JP
Inventors: 哲朗広川; 善治神
Original assignee: 敷島紡績株式会社
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1995-12-25
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: JPS62263346A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、宇宙飛翔体、航空機、自動車、鉄道車両、
船舶、機械装置、建築物その他の構造材用樹脂成型品の
強化のための曲管状繊維構造材の製法に関するものであ
る。

（従来の技術）上記の構造材用樹脂成型品として、炭素繊維、黒鉛繊
維、ガラス繊維、炭化けい素繊維、アルミナ繊維、金属
繊維、ポリエステル繊維、脂肪族もしくは芳香族のポリ
アミド繊維など耐熱性、強力および弾性等に優れた高機
能性繊維からなる繊維構造体にエポキシ樹脂、フエノー
ル樹脂等のマトリツクス樹脂を含浸し、所望の形状に成
型し、キユアリングを施して得られたものが使用されて
いる。しかして、上記の樹脂成型品がパイプ形状の場合
は、長さ方向に対して平行に多数本の第１糸条またはた
て糸を配列し、このたて糸に直交する平面内でこれら多
数本のたて糸間に第２糸条またはよこ糸を蛇行状に通し
て横断面層を形成する方法が知られている（特開昭60−
194145号公報、特開昭58−163749号公報および特開昭58
−220847号公報参照）。そして、Ｌ字形やＵ字形に湾曲
したパイプが必要なとき、従来は、上記のように真直ぐ
に形成された管状の繊維構造体を湾曲して使用してい
た。また、フイラメントワインデイング法を応用した方
法として、湾曲した棒状の型に上記の繊維からなる糸を
巻付けて成型し、しかるのち上記の型を防去する方法が
知られている。

（発明が解決しようとする問題点）従来は、真直ぐなパイプ状の繊維構造体を湾曲したり、
湾曲した棒状の型に糸を巻付けたりして曲管状繊維構造
体を作つていたので、湾曲部の内側ではよこ糸の配列密
度が大きくなる反面、外側では極めて小さくなつて糸密
度の不均一が生じていた。構造体の強度は、補強用繊維
の配列密度に大きく依存するのであるから、上記のよう
に湾曲部の内外に密度差が存在する場合は、湾曲部の形
状が不安定になつて変形し、繊維配列に乱れが生じ、樹
脂成型品としての強度が低くなる等の問題があつた。

この発明は、横断面層を形成するよこ糸の配列密度が湾
曲部の内側、外側および直線部の各部でほぼ均一にな
り、繊維配列に乱れが生ぜず、形状が安定して変形し難
く、樹脂の含浸を容易に行なうことができ、湾曲部で強
度低下やバラツキのない曲管状繊維構造体の製法を提供
するものである。

（問題点を解決するための手段）台板上の閉曲線に沿って多数本のガイドパイプを着脱自
在に立設し、上記多数本のガイドパイプによこ糸をジグ
ザグ状に掛けながらこのよこ糸を上記ガイドパイプの全
体または一部に沿って這わせて積層することにより、上
記ガイドパイプの全体にまたがる環状よこ糸層からなる
下管状部と、上記環状よこ糸層の一部のよこ糸を欠如す
る形の弓形よこ糸層のみからなる、またはこの弓形よこ
糸層および上記環状よこ糸層の混合からなる中間管状部
と、上記の環状よこ糸層からなる上管状部とを順に形成
し、次いで上記のガイドパイプをたて糸と置換し、この
たて糸に沿って上記の下管状部、中間管状部および上管
状部からなる管状積層体を圧縮して管状積層体を上記中
間管状部における弓形よこ糸層のよこ糸中央部が外側に
なるように湾曲させる。

（作用）中間管状部に弓形よこ糸層が配列されることにより、中
間管状部における弓形よこ糸層が位置する側のよこ糸密
度が上管状部および下管状部のよこ糸密度とほぼ等しく
なるのに対し、反対側では弓形よこ糸層がよこ糸を欠如
し、よこ糸密度が粗くなるため、ガイドパイプをたて糸
と置換し、たて糸に沿って下管状部、中間管状部および
上管状部からなる管状積層体を圧縮した場合、中間管状
部は、その弓形よこ糸層のよこ糸中央部が外側になり、
その反対側の上記よこ糸の欠如する側が内側になるよう
に湾曲し、湾曲部の内側および外側のよこ糸密度がほぼ
等しくなる。そして、中間管状部を、弓形よこ糸層のみ
で形成するか、弓形よこ糸層と環状よこ糸層との混合に
より形成するかにより、またその混合程度、弓形よこ糸
層の大きさ、積層高さ等によつて湾曲の曲率が決定され
る。

（実施例）第１図において、１は台板、２はガイドパイプであり、
ガイドパイプ２は、曲管状繊維構造体のたて糸を挿通で
きる程度の太さと、よこ糸を積層して得られる管状積層
体の高さ以上の長さとを有し、所望の管体の形状が形成
されるように台板１上に１列の円形に配列される。な
お、手前側のガイドパイプ２は、理解の便宜上、短く破
砕して示されている。また、これらのガイドパイプ２の
取付けは、台板１に穿設した孔に挿入したり、台板１に
植設したピンに嵌合したりすることにより、容易に着脱
できるようになつている。

上記の円形に配列されたガイドパイプ２によこ糸３を蛇
行させながら所望の高さまでスパイラル状に積層する
（第２図参照）。ただし、相隣る上下２本のよこ糸３、
３が交差するように、ガイドパイプ２が偶数本の場合に
は２本のよこ糸３、３を交互に向きを変えて挿入する。
このようにして、ガイドパイプ２の全数をよこ糸３が１
周するごとに環状よこ糸層3aが形成され、その繰返しに
より環状よこ糸層3aのみからなる下管状部４が形成され
る。次いで、上記の環状よこ糸層3aの一部を欠如する弓
形よこ糸層3b、3cと上記の環状よこ糸層3aとを交互に積
層して中間管状部５を形成する。ただし、弓形よこ糸層
3b、3cでは、よこ糸３が端部のガイドパイプ２を巻くよ
うにして折返される。そして、再び上記の下管状部４と
同様にして、環状よこ糸層3aのみからなる上管状部６が
形成される。

上記のように台板１上に下管状部４、中間管状部５およ
び上管状部６からなる管状積層体７が形成されたのち、
１本のガイドパイプ２を台板１から上方に抜取り（第３
図参照）、このガイドパイプ２に下からたて糸８を挿通
し、このガイドパイプ２を抜取ることにより、ガイドパ
イプ２をたて糸８で置換し、上記たて糸８の上方突出端
を隣のガイドパイプ２に下向きに通してこのガイドパイ
プ２を下方に抜取り、以下これを繰返して全数のガイド
パイプ２をたて糸８で置換し、第４図に示すように、管
状積層体７に１本のたて糸８を上下に往復させながら全
周に挿通する。次いで、管状積層体７の下方に突出して
いるたて糸８の両端を引き絞ると、中間管状部５のよこ
糸欠如部5aが上下に圧縮され、管状積層体７が上記のよ
こ糸欠如部5aを内側にして湾曲し、第５図に示すような
曲管状繊維構造体９が得られる。

第３図のガイドパイプ２にたて糸８の端部を挿通する代
わりにたて糸８の折返し端を挿通し、ガイドパイプ２か
ら上記たて糸８の折返し端をループ状に突出させ（第６
図参照）、たて糸８の折返しループ8aにかんぬき糸10を
順次挿通して各折返しループ8aを連結し、しかるのちた
て糸８とかんぬき糸10を締めて管状積層体７を湾曲させ
ることができる。

上記の実施例は、中間管状部５を環状よこ糸層3aと弓形
よこ糸層3b、3cの混合により形成したものであるが、環
状よこ糸層3aを省略してもよい。第７図はその例を示
し、中間管状部５に欠如面積を順に大きくした４種類の
弓形よこ糸層3d、3e、3f、3gのみを積層し、湾曲部の内
側で上下の管状部４、６の端部が接触するようにしたも
のである。

第８図は、ガイドパイプ２を内外２列に配列し、この２
列のガイドパイプにまたがつてよこ糸3Aを蛇行状に這わ
せ、その１周後に別のよこ糸3Bをガイドパイプ２と交差
させることなく、ガイドパイプ２の内側列と外側列との
間に円形に挿入し、しかるのち再び最初と同様によこ糸
3Cを２列のガイドパイプ２にまたがつて蛇行状に積層
し、ただし前とは位相をずらせて積層し、環状よこ糸層
3aを形成したものである。ただし、中間管状部５の弓形
よこ糸層3b〜3gは、蛇行状のよこ糸3Aを途中で折返し、
ガイドパイプ２の内側列と外側列との間に円弧状に這わ
せ、再び途中で折返して蛇行させることにより形成され
る。この場合は、たて糸８が内外２列に配列されるの
で、強度が一層向上する。

また、第９図は、内外２列のガイドパイプ２にまたがつ
てよこ糸3Aを蛇行状に這わせたのち、外側列のガイドパ
イプ２のみによこ糸3Bを蛇行状に這わせ、しかるのち再
び２列のガイドパイプ２にまたがつてよこ糸3Cを、位相
をずらせて這わせ、更にその後に再び外側列のガイドパ
イプ２のみによこ糸3Dを位相を変えて蛇行状に這わせ、
広い横断面層3aを形成したものである。ただし、中間管
状部５においては、第８図の例と同様に、１本のよこ糸
３を這わせ、途中で適宜に折返して弓形よこ糸層を形成
する。この場合は、筒の外周密度が内周密度よりも大き
くなり、成型後の外周強度が向上する。

（発明の効果）この発明によれば、横断面層を形成するよこ糸の配列密
度が湾曲部の内側、外側および直線部の各部でほぼ均一
な曲管状繊維構造体が得られ、そのため構造体における
糸のたるみや伸長に伴う変形がなく、形状が安定し、マ
トリツクス樹脂の含浸が均一に行なわれ、得られる樹脂
成型品の強度が向上する。また、たて糸およびよこ糸の
配列を曲管状繊維構造体の所望の強度特性に合せて設計
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に使用する装置の一例の斜視
図、第２図は管状積層体の展開図、第３図は台板上の管
状積層体の斜視図、第４図はたて糸を挿通した状態の管
状積層体の斜視図、第５図は曲管状繊維構造体の一例の
正面図、第６図は他の実施例によるたて糸挿通状態の管
状積層体の斜視図、第７図は曲管状繊維構造体の他の実
施例の正面図、第８図および第９図はそれぞれ他の実施
例の横断面図である。 1:台板、2:ガイドパイプ、３、3A、3B、3C、3D:よこ
糸、3a:環状よこ糸層、3b、3c、3d、3e、3f、3g:弓形よ
こ糸層、4:下管状部、5:中間管状部、6:上管状部、7:管
状積層体、8:たて糸、10:かんぬき糸。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】台板上の閉曲線に沿って多数本のガイドパ
イプを着脱自在に立設し、上記多数本のガイドパイプに
よこ糸をジグザグ状に掛けながらこのよこ糸を上記ガイ
ドパイプの全体または一部に沿って這わせて積層するこ
とにより、上記ガイドパイプの全体にまたがる環状よこ
糸層からなる下管状部と、上記環状よこ糸層の一部のよ
こ糸を欠如する形の弓形よこ糸層のみからなる、または
この弓形よこ糸層および上記環状よこ糸層の混合からな
る中間管状部と、上記の環状よこ糸層からなる上管状部
とを順に形成し、次いで上記のガイドパイプをたて糸と
置換し、このたて糸に沿って上記の下管状部、中間管状
部および上管状部からなる管状積層体を圧縮して管状積
層体を上記中間管状部における弓形よこ糸層のよこ糸中
央部が外側になるように湾曲させることを特徴とする曲
管状繊維構造体の製法。
【請求項２】中間管状部に長さの異なる複数種の弓形よ
こ糸層が混合して積層される特許請求の範囲第１項記載
の曲管状繊維構造体の製法。
【請求項３】ガイドパイプが同心の複数列に配列される
特許請求の範囲第１項または第２項記載の曲管状繊維構
造体の製法。
【請求項４】隣接する環状または弓形のよこ糸層のよこ
糸が互いに交差するように互いに異なる方向に積層され
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
の曲管状繊維構造体の製法。
【請求項５】環状よこ糸層のよこ糸がスパイラル状に積
層され、弓形よこ糸層のよこ糸が両端のガイドパイプで
折返されて積層される特許請求の範囲第１項ないし第４
項のいずれかに記載の曲管状繊維構造体の製法。