JPH07164545A - Ｆｒｐ中空成形品及びそれに用いる繊維強化材構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で機械的強度が高く、かつ耐食性に優
れ、構造部材として使用できるような高強度のＦＲＰ中
空成形品を引抜き成形法によって経済的に成形すること
が可能なＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強化材構成及びこ
の繊維強化材構成を有するＦＲＰ引抜き中空成形品を提
供する。 【構成】 成形品の外側表面及び内側表面となる最外層
をマット層により形成し、その内側にそれぞれロービン
グ層を設けるとともに、成形品の外側表面となる最外層
のマット層とその内側のロービング層との間にフープワ
インディングによるロービング層を介装する。両ロービ
ング層の間の中間層は、マット層及びクロス層を交互に
積層するか、同種の繊維強化材層を２層以上重ね合わせ
ないようにマット層、クロス層及びロービング層を積層
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構造部材等として使用
する高強度のＦＲＰ中空成形品を引抜き成形法によって
成形するためのＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強化材構成
及び該繊維強化材構成を有するＦＲＰ引抜き中空成形品
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＦＲＰ成形法として、ハンドレイ
アップ法、プレス成形法（ＳＭＣ）、レジンインジェク
ション法（ＲＴＭ）が一般的に行われている。ハンドレ
イアップ法は、人手によってガラス繊維に樹脂組成物
（マトリックス）をハケやローラーで含浸させるととも
に、これを予め離型処理された型に脱泡しながら所定の
厚さまで積層し、硬化後成形品を得る方法である。プレ
ス成形法は、繊維強化材にマトリックスを含浸させたシ
ート状のものを数枚金型にセットし、圧縮して成形する
方法である。レジンインジェクション法は、離型処理し
た型に繊維強化材をセットし、上型で繊維強化材を密封
して型内にマトリックスを圧送し、硬化炉で硬化させた
後、脱型して成形品を作る方法である。

【０００３】また、最近では、ＦＲＰ成形法として引抜
き成形法も採用されてきている（特開平４−１６３１３
２号）。引抜き成形法は、要求される成形品の性能に合
わせて繊維強化材を引き揃え、マトリックスを含浸させ
て、金型内で硬化させつつ連続的に引き抜く方法であ
る。引抜き成形法は、ハンドレイアップ法、プレス成形
法、レジンインジェクション法と比較して生産効率が高
く、長尺物成形に適し、かつその低廉化を図ることが可
能である。

【０００４】なお、前述した特開平４−１６３１３２号
公報には、繊維強化材積層構造において最外層をマット
とし、その内側の中間層はマットとクロスとを交互に積
層して７層もしくは９層にすることは開示されている
が、後述する本願発明のように引抜きによるロービング
層及びフープワインディングによるロービング層を形成
することは何ら開示されておらず、また肉厚の大きい
（１０〜１５ｍｍ）中空成形品が得られることも示唆さ
れていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＦＲＰ成形品は、軽量
で強度が高く、耐食性に優れ、構造部材として適した特
性を備えている。そのため、構造部材として使用できる
ような高強度のＦＲＰ中空成形品を大量生産できる成形
法の開発が望まれている。

【０００６】ＦＲＰ中空成形品を構造部材として使用す
る場合、そのＦＲＰ中空成形品は優れた機械的特性を有
することが要求され、特に９０°方向（厚さ方向）の圧
縮強度が高く、また０°方向（引抜き方向）及びそれに
対する９０°方向の曲げ強度及び引張強度が各々高く、
かつ０°方向の曲げ強度と９０°方向の曲げ強度の値の
差、０°方向の引張強度と９０°方向の引張強度の値の
差が各々小さいことが要求される。

【０００７】しかし、従来のハンドレイアップ法、プレ
ス成形法及びレジンインジェクション法では、前記の構
造部材としての要求性能を満たすような長尺のＦＲＰ中
空成形品を連続的に成形することはできなかった。ま
た、これまでの引抜き成形法では、繊維強化材として主
にロービングを使用しているので、得られる中空成形品
は、引抜き方向の曲げ強度、引張強度は高いが、引抜き
方向に対して９０°方向の曲げ強度、引張強度は著しく
低かった。

【０００８】さらに、これまでの引抜き成形法では９０
°方向の圧縮強度も低くなるため、ＦＲＰ引抜き中空成
形品を構造部材として使用し、それらの加工、継合等を
行った場合、破壊、変形等が生じる。例えば、ＦＲＰ中
空成形品は、土木、建築分野で使用されている角形ビー
ムなどの鋼製構造部材の代替品として使用可能である
が、ＦＲＰ中空成形品のジョイントをボルト、ナットで
締め付ける場合、ＦＲＰ中空成形品にはその厚さ方向に
大きな強度が要求され、厚さ方向の強度が小さければ、
ＦＲＰ中空成形品はボルト、ナットを締め付けた箇所で
圧縮破壊する。また、ＦＲＰ中空成形品の０°方向と９
０°方向の強度に著しい差がある場合、ＦＲＰ中空成形
品は破壊した箇所から繊維強化材引抜き方向に裂ける。

【０００９】したがって、ＦＲＰ中空成形品を鋼製構造
部材の代替品として用いる場合、厚さ方向の圧縮強度が
高くなければならず、また０°方向と９０°方向の曲げ
強度及び引張強度が高く、かつ曲げ強度及び引張強度の
０°方向と９０°方向の値の差が各々小さくなければな
らない。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、構造部材等に
要求される優れた機械的特性を有するＦＲＰ中空成形品
を容易にかつ経済的に提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、ロービ
ングの量をできるだけ減らし、かつ同じ種類の繊維強化
材を２層以上直接重ね合わさないようし、しかも所定の
箇所にフープワインディングによるロービング層を介装
した繊維強化材構成とすることにより、構造部材等に要
求される優れた機械的特性を持つＦＲＰ中空成形品を引
抜き成形法によって成形できることを知見し、本発明を
なすに至った。

【００１２】したがって、本発明は、下記（１）〜
（５）に示すＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強化材構成を
提供する。また、本発明は、下記（１）〜（５）に示す
繊維強化材構成を有するＦＲＰ引抜き中空成形品を提供
する。

【００１３】（１）成形品の外側表面及び内側表面とな
る最外層をマット層により形成し、その内側にそれぞれ
ロービング層を設け、これら両ロービング層の間の中間
層はマット層及びクロス層を交互に積層するとともに、
成形品の外側表面となる最外層のマット層とその内側の
ロービング層との間にフープワインディングによるロー
ビング層を介装したことを特徴とするＦＲＰ引抜き中空
部材用繊維強化材構成。

【００１４】（２）成形品の外側表面及び内側表面とな
る最外層をマット層により形成し、その内側にそれぞれ
ロービング層を設け、これら両ロービング層の間の中間
層は同種の繊維強化材層を２層以上重ね合わせないよう
にマット層、クロス層及びロービング層を積層するとと
もに、成形品の外側表面となるマット層とその内側のロ
ービング層との間にフープワインディングによるロービ
ング層を介装したことを特徴とするＦＲＰ引抜き中空部
材用繊維強化材構成。

【００１５】（３）中間層のマット層とクロス層との間
の１箇所以上にフープワインディングによるロービング
層を介装した（１）のＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強化
材構成。

【００１６】（４）中間層のマット層とクロス層との
間、マット層とロービング層との間及びクロス層とロー
ビング層との間の１箇所以上にフープワインディングに
よるロービング層を介装した（２）のＦＲＰ引抜き中空
部材用繊維強化材構成。

【００１７】（５）成形品の外側表面及び内側表面とな
る最外層を１層又は２層のマット層により形成した
（１）〜（４）のＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強化材構
成。

【００１８】本発明のＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強化
材構成は、例えば繊維強化材積層工程や加熱硬化工程に
おける繊維強化材構成のような成形工程における繊維強
化材構成及び成形品における繊維強化材構成を包含す
る。

【００１９】本発明において、単にロービング層という
ときは引抜きによるロービング層を示し、フープワイン
ディングによるロービング層というときはフープワイン
ダーを用いてロービングを引き抜き方向に対してほぼ直
角となる方向に巻き付けることにより形成されるロービ
ング層をいう。また、本発明において、マット層は１枚
のマットからなる層、クロス層は１枚のクロスからなる
層、引抜きによるロービング層は１列のロービング列か
らなる層をいう。

【００２０】フープワインダーとは、引抜き成形工程に
おいて、中空部形成用マンドレルの周囲に集積したマト
リックス（樹脂組成物）含浸繊維強化材上にロービング
を引き抜き方向に対してほぼ直角となる方向に巻き付け
る装置である。

【００２１】すなわち、本発明のＦＲＰ引抜き中空部材
用繊維強化材構成は、図１に示したように、成形品の外
側表面１となる最外層Ｍ1を１層以上のマット層により
形成し、その内側に引抜きによるロービング層Ｒ1を設
けるとともに、内側表面２となる最外層Ｍ2を１層以上
のマット層により形成し、その内側に引抜きによるロー
ビング層Ｒ2を設け、さらに外側表面１となる最外層Ｍ1
とその内側のロービング層Ｒ1との間にフープワインデ
ィングによるロービング層ＨＲを介装したものである。
また、中間層３は、マット層及びクロス層をそれぞれ２
層以上重ね合わせないようにそれらを積層するか、マッ
ト層及びクロス層をそれぞれ２層以上重ね合わせないよ
うに、かつ引抜きによるロービング層を２層以上重ね合
わせないようにそれらを積層してある。さらに、必要に
より、中間層３において、マット層とクロス層との間、
マット層と引抜きによるロービング層との間及びクロス
層と引抜きによるロービング層との間の１箇所以上にフ
ープワインディングによるロービング層を介装してあ
る。

【００２２】以下、本発明につきさらに詳しく説明す
る。本発明において引抜き及びフープワインディングに
用いるロービングは、モノフィラメントを集束したスト
ランドを任意の番手になるように引き揃えたものや、フ
ィラメントを直接集束して引き揃えたものである。引抜
き及びフープワインディングに用いるロービングとして
は、重量が２０００〜５０００g/kmのもの、特に４００
０〜５０００g/kmのものが好ましい。また、ロービング
１本当たりの繊維本数は２０００〜４０００本であるこ
とが好ましい。

【００２３】引抜きによるロービングは、主に曲げ強度
及び引張強度の向上並びに成形のしやすさに寄与する。
引抜きによるロービング層は、例えば２２００Tex（２
２００g/km）のロービングであれば２〜４mm間隔、４４
００Tex（４４００g/km）のロービングであれば６〜８m
m間隔で平行に並べた一層をいう。引抜きによるロービ
ング層は、２層以上重ねないで用いる。

【００２４】本発明で用いるマットには、チョップドス
トランドマット及びコンティニュアスストランドマット
がある。チョップドストランドマットは、所定の長さに
切断したストランドをランダム方向に分散させて均一な
厚みに積層し、結合剤によりマット状に成形したもので
ある。チョップドストランドマットとしては、重量が３
００〜７００g/m²、特に６００〜７００g/m²のものを好
適に用いることができる。コンティニュアスストランド
マットは、ストランドを切断せずにループ状に均一な厚
さに積み重ね、結合剤によりマット状に成形したもので
ある。コンティニュアスストランドマットとしては、重
量が３００〜７００g/m²、特に６００〜７００g/m²のも
のを好ましく用いることができる。

【００２５】本発明で用いるクロスには、ロービングク
ロス及びすだれクロスがある。ロービングクロスとして
は、所定の番手（Tex）のロービングを織った平織、綾
織等のものを使用できる。ロービングクロスの重量は、
４００〜８００g/m²、特に６００〜８００g/m²であるこ
とが好ましい。すだれクロスは、平行に並べたヤーン、
ロービング等を有機繊維でつなぎ合わせた繊維強化材で
あり、主に引き抜き方向に対して直角方向の強度を強化
するために用いる。すだれクロスとしては、重量が５０
〜４００g/m²、特に２００〜４００g/m²のものが好まし
い。

【００２６】一般に、成形品の形状及び厚さが大きい場
合、マットとクロスだけを用いて引き抜くことは、マッ
ト、クロスを挟みきれない点、マット、クロスが滑りや
すい点できわめて難しく、本発明のように成形品の外側
表面及び内側表面となる最外層のマット層の内側をロー
ビング層とし、これら最外層のマット層の内側のロービ
ング層や中間層に介装したロービング層で中間層のマッ
トやクロスをはさみこみながら引き抜くことによって、
積層されたマット、クロス層が滑りにくくなるため、成
形がしやすくなる。中間層にマット及びクロスだけを使
用するときは、マット：クロスの体積比を２０：８０〜
８０：２０とすることができ、特に４０：６０〜６０：
４０とすることが好ましい。マットが２０／１００より
も少なくなると樹脂の含浸性が悪くなる。マットが８０
／１００よりも多くなると成形性が悪くなり、成形品中
にボイドが発生しやすくなる。

【００２７】成形品の厚さが大きく、マットとクロスだ
けでは成形しにくい場合、中間層のクロスとクロス、ク
ロスとマット、マットとマットのいずれの間にもロービ
ング層を１層はさみこむことができる。その割合は、
［クロス＋マット］：ロービングの体積比を５：９５〜
９５：５、特に８０：２０〜９５：５とすることが好ま
しい。ロービングが９５／１００よりも多くなると、引
抜き方向に割れが発生しやすくなるとともに、引抜き方
向の曲げ強度及び引張強度が極端に大きくなり、しかも
引き抜き方向に直角方向の曲げ強度及び引張強度は小さ
くなる。ロービングが５／１００よりも少ないと、引抜
きしやすさを得るための効果はほとんどなくなる。

【００２８】成形品の外側表面となるマット層とその内
側のロービング層との間に、フープワインダーを用いて
ロービングを引き抜き方向に対してほぼ直角となる方向
に巻き付けることによって、成形性が改善される。つま
り、中空部形成用マンドレルの周囲に集積したマトリッ
クス含浸繊維強化材の上に、フープワインディングによ
るロービング層を形成することによって、繊維強化材の
金型への挿入がスムーズに行われる。また、このフープ
ワインディングによるロービング層により、中空成形品
の９０゜方向圧縮強度と座屈に対する抵抗性が改善され
る。

【００２９】厚さの大きい中空成形品を成形する場合、
成形品の外側表面となるマット層とその内側のロービン
グ層との間のみならず、中間層の適当な箇所、すなわち
中間層のマット層とクロス層との間、マット層とロービ
ング層との間及びクロス層とロービング層との間の任意
の箇所にもフープワインディングによるロービング層を
介装することによって、成形性、成形品の９０゜圧縮強
度及び座屈に対する抵抗性が改善される。

【００３０】フープワインディングによるロービング層
は、例えば２２００Tex（２２００g/km）のロービング
であれば２〜４mm間隔、４４００Tex（４４００g/km）
のロービングであれば６〜８mm間隔で平行に並べた一層
とすることが好ましい。フープワインダーを用いて巻き
付けるロービングは、マトリックスを含浸させない状態
で用いる。それによって、フープワインディングによる
ロービング層が金型に入るマトリックス含浸繊維強化材
の余分なマトリックスを絞る役割を果たす。

【００３１】本発明において、繊維強化材（ロービン
グ、マット、クロス等）としては、アラミド繊維、カー
ボン繊維、ガラス繊維等のいかなる材質のものでも用い
ることができ、ロービングの番手やマット、クロス、す
だれクロスの目付等にも何ら限定はない。

【００３２】また、本発明において最外層及び中間層に
用いるマットとしては、通常のチョップドストランドマ
ットやコンティニュアスストランドマットの他、これら
を予め数層重ねて縫い合わせてあるマット状の繊維強化
材（例えば、Brunswick Technology Inc. 社製「ＢＴＩ
マット」など）を使用することもできる。

【００３３】本発明の繊維強化材構成は、各種多角形等
の任意の形状、任意のサイズのＦＲＰ中空部材の引抜き
成形に用いることができる。

【００３４】本発明のＦＲＰ引抜き中空成形品は、上述
した本発明の繊維強化材構成を有するものであり、軽量
で機械的強度が高く、耐食性に優れているため、土木、
建築分野で使用されている多角形ビームなどの鋼製構造
部材の代替品として好適に用いられる。さらに、電線架
設車の先端ブームなどとしても使用可能である。

【００３５】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

【００３６】マトリックス ［樹脂］ ビスフェノールＡ系ビニルエステル樹脂：８０重量部 昭和高分子社製「リポキシＲ−８０２」 ノボラック系ビニルエステル樹脂：２０重量部 昭和高分子社製「リポキシＨ−６３０」

【００３７】［硬化剤］ パーオキシジカーボネート系低温硬化剤：２．０重量部 化薬アクゾ社製「パーカドックス１６」 パーオキシケタール系高温硬化剤：１．０重量部 化薬アクゾ社製「トリゴノックス２９Ｂ７５」

【００３８】［充填剤］ 炭酸カルシウム：４０重量部 白石カルシウム社製「ホワイトンＳＢ（赤）」

【００３９】［離型剤］ ステアリン酸粉末：３．０重量部 新日本理化社製

【００４０】繊維強化材 ロービング ４４５０g/km 旭ファイバー社製 チョップドストランドマット ６００g/m² 日東紡社
製 ロービングクロス ８００g/m² 日東紡社製

【００４１】前記繊維強化材を用いて下記実施例及び比
較例の繊維強化材構成を形成し、前記組成のマトリック
スを使用して、引抜き成形法によってＦＲＰ中空部材を
成形した。成形品の寸法は、縦２００ｍｍ、横２００ｍ
ｍ、厚さ１５ｍｍの四角筒状である。ただし、比較例１
では幅２５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの平板を成形した。

【００４２】実施例１ 第１層：チョップドストランドマット 第２層：チョップドストランドマット 第３層：フープワインディングによるロービング 第４層：ロービング 第５層：ロービングクロス 第６層：チョップドストランドマット 第７層：ロービングクロス 第８層：チョップドストランドマット 第９層：ロービングクロス 第10層：チョップドストランドマット

【００４３】第11層：ロービングクロス 第12層：チョップドストランドマット 第13層：ロービングクロス 第14層：チョップドストランドマット 第15層：ロービングクロス 第16層：フープワインディングによるロービング 第17層：チョップドストランドマット 第18層：ロービングクロス 第19層：チョップドストランドマット 第20層：ロービングクロス

【００４４】第21層：チョップドストランドマット 第22層：ロービングクロス 第23層：チョップドストランドマット 第24層：ロービングクロス 第25層：チョップドストランドマット 第26層：ロービングクロス 第27層：ロービング 第28層：チョップドストランドマット 第29層：チョップドストランドマット

【００４５】比較例１ 第１層：チョップドストランドマット 第２層：ロービング 第３層：チョップドストランドマット 第４層：チョップドストランドマット 第５層：ロービングクロス 第６層：ロービングクロス 第７層：ロービング 第８層：ロービング 第９層：ロービング 第10層：ロービング

【００４６】第11層：チョップドストランドマット 第12層：ロービングクロス 第13層：チョップドストランドマット 第14層：ロービングクロス 第15層：チョップドストランドマット 第16層：ロービングクロス 第17層：チョップドストランドマット 第18層：ロービングクロス 第19層：チョップドストランドマット 第20層：ロービング

【００４７】第21層：ロービング 第22層：ロービング 第23層：ロービング 第24層：ロービングクロス 第25層：ロービングクロス 第26層：チョップドストランドマット 第27層：チョップドストランドマット 第28層：ロービング 第29層：チョップドストランドマット

【００４８】実施例２ 第１層：チョップドストランドマット 第２層：チョップドストランドマット 第３層：フープワインディングによるロービング 第４層：ロービング 第５層：ロービングクロス 第６層：チョップドストランドマット 第７層：ロービング 第８層：ロービングクロス 第９層：チョップドストランドマット 第10層：ロービング

【００４９】第11層：ロービングクロス 第12層：チョップドストランドマット 第13層：ロービング 第14層：ロービングクロス 第15層：チョップドストランドマット 第16層：ロービング 第17層：ロービングクロス 第18層：チョップドストランドマット 第19層：ロービング 第20層：ロービングクロス

【００５０】第21層：チョップドストランドマット 第22層：ロービング 第23層：ロービングクロス 第24層：チョップドストランドマット 第25層：ロービング 第26層：ロービングクロス 第27層：チョップドストランドマット 第28層：ロービング 第29層：チョップドストランドマット 第30層：チョップドストランドマット

【００５１】比較例２ 第１層：チョップドストランドマット 第２層：チョップドストランドマット 第３層：フープワインディングによるロービング 第４層：ロービング 第５層：ロービング 第６層：チョップドストランドマット 第７層：チョップドストランドマット 第８層：ロービングクロス 第９層：ロービングクロス 第10層：ロービング

【００５２】第11層：ロービング 第12層：ロービングクロス 第13層：ロービングクロス 第14層：チョップドストランドマット 第15層：チョップドストランドマット 第16層：ロービング 第17層：ロービング 第18層：チョップドストランドマット 第19層：チョップドストランドマット 第20層：ロービングクロス

【００５３】第21層：ロービングクロス 第22層：ロービング 第23層：ロービング 第24層：ロービングクロス 第25層：ロービングクロス 第26層：チョップドストランドマット 第27層：チョップドストランドマット 第28層：ロービング 第29層：ロービング 第30層：チョップドストランドマット 第31層：チョップドストランドマット

【００５４】実施例３ 第１層：チョップドストランドマット 第２層：フープワインディングによるロービング 第３層：ロービング 第４層：チョップドストランドマット 第５層：ロービングクロス 第６層：チョップドストランドマット 第７層：ロービングクロス 第８層：チョップドストランドマット 第９層：ロービングクロス 第10層：チョップドストランドマット

【００５５】第11層：ロービングクロス 第12層：チョップドストランドマット 第13層：ロービングクロス 第14層：フープワインディングによるロービング 第15層：チョップドストランドマット 第16層：ロービングクロス 第17層：チョップドストランドマット 第18層：ロービングクロス 第19層：チョップドストランドマット 第20層：ロービングクロス

【００５６】第21層：チョップドストランドマット 第22層：ロービングクロス 第23層：チョップドストランドマット 第24層：ロービングクロス 第25層：チョップドストランドマット 第26層：ロービングクロス 第27層：チョップドストランドマット 第28層：ロービング 第29層：チョップドストランドマット

【００５７】比較例３ 第１層：チョップドストランドマット 第２層：チョップドストランドマット 第３層：フープワインディングによるロービング 第４層：ロービング 第５層：ロービング 第６層：ロービング 第７層：ロービング 第８層：ロービングクロス 第９層：チョップドストランドマット 第10層：ロービング

【００５８】第11層：ロービング 第12層：ロービング 第13層：ロービングクロス 第14層：チョップドストランドマット 第15層：ロービング 第16層：ロービング 第17層：ロービング 第18層：ロービング 第19層：チョップドストランドマット 第20層：ロービングクロス

【００５９】第21層：ロービング 第22層：ロービング 第23層：ロービング 第24層：チョップドストランドマット 第25層：ロービングクロス 第26層：ロービング 第27層：ロービング 第28層：ロービング 第29層：ロービング 第30層：チョップドストランドマット 第31層：チョップドストランドマット

【００６０】実施例１では第５〜２６層、実施例２では
第５〜２７層、実施例３では第４〜２７層、比較例１で
は第３〜２７層、比較例２では第５〜２８層、比較例３
では第５〜２８層がそれぞれ中間層である。

【００６１】実施例１〜３、比較例２〜３の繊維強化材
構成を用いて得られた中空成形品及び比較例１の繊維強
化材構成を用いて得られた平板成形品の物性を調べた。
成形条件及び試験結果を表１に示す。試験方法は下記の
通りである。

【００６２】［試験方法］ １．引張強度試験 島津製作所社製のオートグラフ（容量：２５ｔ）を用
い、JIS K 7054 （ガラス繊維強化プラスチックの引張
試験方法）に従って、成形品から切り出した供試体の引
張強度試験を行った。

【００６３】２．曲げ強度試験 島津製作所社製のオートグラフ（容量：２５ｔ）を用
い、JIS K 7055 （ガラス繊維強化プラスチックの曲げ
試験方法）に従って、成形品から切り出した供試体の曲
げ強度試験を行った。０゜曲げ強度とはロービングと同
じ方向（引抜き方向）の曲げ強度であり、９０゜曲げ強
度とはロービングに対して直角な方向（引抜き方向に対
して直角方向）の曲げ強度である。

【００６４】３．圧縮強度試験 島津製作所社製のオートグラフ（容量：２５ｔ）を用
い、JIS K 7056 （ガラス繊維強化プラスチックの圧縮
試験方法）に従って、成形品から切り出した供試体の圧
縮強度試験を行った。０゜圧縮強度及び９０゜圧縮強度
の方向を図３に示す。

【００６５】

【表１】

【００６６】表１の結果より、本発明の繊維強化材構成
によれば、構造部材としての優れた機械的特性を示し、
特に９０°方向の圧縮強度が高く、また０°方向及び９
０°方向の曲げ強度及び引張強度が各々高く、かつ０°
方向と９０°方向の曲げ強度の値の差及び０°方向と９
０°方向の引張強度の値の差が各々小さいＦＲＰ中空成
形品を引抜き成形法によって成形できることがわかる。

【００６７】

【発明の効果】本発明のＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強
化材構成を用いることにより、構造部材等に要求される
優れた機械的特性を備えたＦＲＰ引抜き中空部材、特に
９０°方向の圧縮強度が高く、かつ０°方向及び９０°
方向の曲げ強度及び引張強度が各々高く、しかも０°方
向と９０°方向の曲げ強度の値の差及び０°方向と９０
°方向の引張強度の値の差がいずれも小さく、曲げ強度
と引張強度の等方性を有するＦＲＰ引抜き中空部材を得
ることができる。また、本発明の繊維強化材構成を用い
ることにより、容易に、かつ歩留まりよく、高い生産効
率で経済的にＦＲＰ引抜き中空部材を連続的に成形する
ことが可能である。

【００６８】従来、一般に成形品の形状及び厚さが大き
い場合、マットとクロスだけを積層して引く抜くことは
滑りやすいためきわめて難しかったが、本発明のように
外側表面及び内側表面となる最外層のマット層の内側に
フープワインディングによるマトリックスを含浸してい
ないロービング層を形成することにより、最外層のマッ
ト層をロービングで締め付ける作用が生じ、金型に入り
やすくなり、成形性が良くなる。また、金型に入る直前
で樹脂を絞り取るため、座屈に対する抵抗性が改善され
ると同時に、引抜き方向に対して直角方向の強度が高い
中空成形品が得られる。さらに、中間層に介装したフー
プワインディングによるロービング層で中間層のマット
やクロスを挟み込みながら引き抜くことで、肉厚の大き
い中空成形品を引き抜くことができる。

【００６９】本発明のＦＲＰ引抜き中空成形品は、軽量
で機械的強度が高く、耐食性に優れているため、土木、
建築分野で使用されている角形ビームなどの鋼製構造部
材の代替品や、電線架設車の先端ブームといった多角形
や円筒形の中空部材として使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明繊維強化材構成を有する中空成
形品の断面を示す模式的構造図である。

【図２】図２は、圧縮強度試験における０゜圧縮強度及
び９０゜圧縮強度の方向を示す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 22:00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形品の外側表面及び内側表面となる最
   外層をマット層により形成し、その内側にそれぞれロー
   ビング層を設け、これら両ロービング層の間の中間層は
   マット層及びクロス層を交互に積層するとともに、成形
   品の外側表面となる最外層のマット層とその内側のロー
   ビング層との間にフープワインディングによるロービン
   グ層を介装したことを特徴とするＦＲＰ引抜き中空部材
   用繊維強化材構成。
2. 【請求項２】 成形品の外側表面及び内側表面となる最
   外層をマット層により形成し、その内側にそれぞれロー
   ビング層を設け、これら両ロービング層の間の中間層は
   同種の繊維強化材層を２層以上重ね合わせないようにマ
   ット層、クロス層及びロービング層を積層するととも
   に、成形品の外側表面となるマット層とその内側のロー
   ビング層との間にフープワインディングによるロービン
   グ層を介装したことを特徴とするＦＲＰ引抜き中空部材
   用繊維強化材構成。
3. 【請求項３】 中間層のマット層とクロス層との間の１
   箇所以上にフープワインディングによるロービング層を
   介装した請求項１記載のＦＲＰ引抜き中空部材用繊維強
   化材構成。
4. 【請求項４】 中間層のマット層とクロス層との間、マ
   ット層とロービング層との間及びクロス層とロービング
   層との間の１箇所以上にフープワインディングによるロ
   ービング層を介装した請求項２記載のＦＲＰ引抜き中空
   部材用繊維強化材構成。
5. 【請求項５】 成形品の外側表面及び内側表面となる最
   外層を１層又は２層のマット層により形成した請求項１
   〜４のいずれか１項に記載のＦＲＰ引抜き中空部材用繊
   維強化材構成。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊
   維強化材構成を有するＦＲＰ引抜き中空成形品。