JPH079442A - Frtp用スリーブ - Google Patents

Frtp用スリーブ

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JPH079442A
JPH079442A JP15587993A JP15587993A JPH079442A JP H079442 A JPH079442 A JP H079442A JP 15587993 A JP15587993 A JP 15587993A JP 15587993 A JP15587993 A JP 15587993A JP H079442 A JPH079442 A JP H079442A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frtp
fibers
sleeve
reinforcing fibers
commingle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP15587993A
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English (en)
Inventor
Kunio Hiyama
邦夫 樋山
Toshiharu Fukushima
敏晴 福島
Kunimasa Muroi
國昌 室井
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
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Priority to US08/253,420 priority patent/US5633074A/en
Priority to TW83105099A priority patent/TW252947B/zh
Priority to EP19940108729 priority patent/EP0628401A1/en
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 強化繊維とマトリックス繊維からなるコミン
グルヤーン1と、マトリックス繊維3とを用いて袋織り
してなるスリーブであって、上記コミングルヤーン1の
配列方向が一方向に揃えられたFRTP用スリーブ2。 【効果】 この発明のFRTP用スリーブを用いてFR
TP成形品を製造すると、機械的特性の優れたものを提
供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、繊維強化熱可塑性樹
脂(以下、FRTPと略記する。)からなる成形品を製
造するために用いられるプリプレグ状態のスリーブに関
する。
【0002】
【従来の技術】FRTP成形品を成形する方法に、マト
リックスとなるナイロン、ポリカーボネイトなどの熱可
塑性樹脂を一旦繊維状に紡糸し、マトリックス繊維と
し、これをガラス繊維、カーボン繊維などの強化繊維と
混紡するなどして複合化して、1種のプリプレグとな
し、このプリプレグを加熱してマトリックス繊維を溶融
して強化繊維に含浸せしめて成形するものがある。
【0003】この方法は、マトリックスの強化繊維への
含浸が良好に行え、成形品中の強化繊維含有量(Vf)
を容易に高めることができるなどの利点がある。そし
て、このようなFRTP成形法を、例えばテニスラケッ
トなどのフレームやゴルフクラブのシャフトなどの中空
筒状の成形品の製造に応用する場合には、強化繊維とマ
トリックス繊維とを混紡してコミングルヤーンとし、こ
のコミングルヤーンを用いて袋織して筒状のスリーブを
作り、これを金型内に収めて加熱成形する方法が取られ
ることがある。
【0004】ところが、上記スリーブにあっては、強化
繊維同士が交差するように織られているので、このスリ
ーブを用いて得られるFRTP成形品において、強化繊
維の交差部近傍にボイドや樹脂溜りが発生し易いので機
械的特性が不充分であるという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、FRTP成形品の機械的特性を向上するこ
とが可能なスリーブを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のFRTP
用スリーブは、強化繊維とマトリックス繊維からなるコ
ミングルヤーンと、マトリックス繊維とを用いて袋織り
してなるスリーブであって、上記コミングルヤーンの配
列方向が一方向に揃えられたことを特徴とする。
【0007】請求項2記載のFRTP用スリーブは、強
化繊維とマトリックス繊維からなるコミングルヤーン
と、マトリックス繊維と、強化繊維とを用いて袋織りし
てなるスリーブであって、上記コミングルヤーンの配列
方向が一方向に揃えられ、該コミングルヤーンを構成す
る強化繊維以外の強化繊維の配列方向も上記コミングル
ヤーンの配列方向と同一方向に揃えられたことを特徴と
する。
【0008】また、請求項3記載のFRTP用スリーブ
は、強化繊維とマトリックス繊維からなる副コミングル
ヤーン、マトリックス繊維および強化繊維のうちから選
択される一種以上の繊維と、強化繊維とマトリックス繊
維からなる主コミングルヤーンとを用いて袋織りしてな
るスリーブであって、上記主コミングルヤーンの配列方
向が一方向に揃えられ、主コミングルヤーンと交差する
方向に存在する強化繊維が上記主コミングルヤーンと同
一方向に存在する強化繊維の30体積%以下であること
を特徴とする。
【0009】以下、この発明を詳しく説明する。図1
は、この発明で用いられるコミングルヤーンの一例を示
すものである。このコミングルヤーン1は、強化繊維と
マトリックス繊維から構成されている。ここでの強化繊
維としては、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維
などが用いられる。また、マトリックス繊維をなすマト
リックス樹脂としては、ナイロン、ポリカーボネート、
ポリフェニレンオキサイドなどの熱可塑性樹脂が主に用
いられる。
【0010】コミングルヤーン1中の強化繊維、マトリ
ックス繊維のそれぞれのテックス数は要求されるVf値
に応じて適宜決めることができる。このコミングルヤー
ン1においては、コミングルヤーン1中に占める強化繊
維の体積%が30%以上であることが好ましい。強化繊
維の体積%が30%未満であると、このコミングルヤー
ン1を用いて得られるFRTP用スリーブから製造され
るFRTP成形品の機械的強度が不充分である恐れがあ
る。
【0011】図2は、この発明のFRTP用スリーブの
一例を示すもので、図1に示したコミングルヤーン1を
用いて得られたものである。このFRTP用スリーブ2
は、上述のコミングルヤーン1をマトリックス繊維3を
用いて平織で袋織りした円筒状のものである。そして、
このFRTP用スリーブ2では、強化繊維の配列方向が
同一方向に揃った状態(UD)となっているので、強化
繊維同士が交差せず、FRTP成形品にボイドや樹脂だ
まりが発生しにくく、機械的特性が特に良好となる。ま
た、強化繊維同士が交差していないのでFRTP成形品
の表面平滑性が高い。
【0012】上記コミングルヤーン1の一部がマトリッ
クス繊維および強化繊維のうちから選択される一種また
は二種に置き換えられていてもよい。ここで用いられる
コミングルヤーン1と同一方向に存在するマトリックス
繊維を副マトリックス繊維3a、コミングルヤーン1と
同一方向に存在する強化繊維を主強化繊維4aとする。
図3は、上記コミングルヤーン1の一部が副マトリック
ス繊維3aで置き換えられたFRTP用スリーブの一例
であり、図4は上記コミングルヤーン1の一部が副マト
リックス繊維3aおよび主強化繊維4aで置き換えられ
たFRTP用スリーブの一例である。
【0013】また、マトリックス繊維3の一部がコミン
グルヤーンおよび強化繊維のうちから選択される一種ま
たは二種に置き換えられていてもよい。ここで用いられ
るマトリックス繊維3と同一方向に存在するコミングル
ヤーンを副コミングルヤーン1b、マトリックス繊維3
と同一方向に存在する強化繊維を副強化繊維4bとす
る。ただし、コミングルヤーン1と交差する方向に存在
する強化繊維(以下、副補強繊維と称する。)は、コミ
ングルヤーン1と同方向に存在する強化繊維(以下、主
補強繊維と称する。)の30体積%以下とされる。その
理由は30体積%を超えるとFRTP成形品の機械的強
度が低下するからである。
【0014】図5は、上記マトリックス繊維3の一部が
副コミングルヤーン1bで置き換えられたFRTP用ス
リーブの一例であり、図6は上記マトリックス繊維3の
一部が副強化繊維4bで置き換えられたFRTP用スリ
ーブの一例であり、図7は上記マトリックス繊維3の一
部が副コミングルヤーン1bおよび副強化繊維4bで置
き換えられたFRTP用スリーブの一例である。
【0015】マトリックス繊維3の一部または全部を副
コミングルヤーン1bおよび副強化繊維4bのうちから
選択される一種または二種に置き換えたFRTP用スリ
ーブは、主補強繊維の配列が成形時に乱れることを副補
強繊維が防ぐ効果を有する。また、副補強繊維を主補強
繊維の30体積%以下にするとFRTP成形品にボイド
や樹脂だまりが発生しにくく、機械的特性が良好とな
る。また、強化繊維同士がほとんど交差していないので
FRTP成形品の表面平滑性が高い。
【0016】上記FRTP用スリーブを構成するコミン
グルヤーンとマトリックス繊維および/または強化繊維
との打ち込み数の比率は、特に限定されることはなく、
要求されるVf値に応じて決められる。さらに、各コミ
ングルヤーン,マトリックス繊維および/または強化繊
維のそれぞれのテックス数もVf値に応じて適宜決める
ことができる。このFRTP用スリーブにおいては、ス
リーブ全体に占める強化繊維の体積%が25%以上であ
ることが好ましい。強化繊維の体積%が25%未満であ
ると、このFRTP用スリーブを用いて製造されるFR
TP成形品の機械的強度が不充分である恐れがある。
【0017】主補強繊維に対する副補強繊維の範囲は以
下の実験から求めたものである。補強繊維がT300
(商品名;東レ株式会社製)、マトリックス繊維がナイ
ロン樹脂、Vf値が50%、配向角度が45゜のスリー
ブと、補強繊維がT300(商品名;東レ株式会社
製)、マトリックス繊維がナイロン樹脂、Vf値が50
%、配向角度が−45゜のスリーブとを交互に4層積層
したものを成形し、外径10mm、内径8mm、厚さ1
mm、長さ100mmであり、主補強繊維に対する副補
強繊維の割合が異なる多種のFRTP管を作製した。そ
して、作製したFRTP管を用いて3点曲げ試験を行
い、主補強繊維に対する副補強繊維の割合と強度低下割
合との関係を調べた。図8にその結果を示す。図8にお
いて、0体積%は強化繊維が一方向に引き揃えられたス
リーブを用いたFRTP管を示し、100体積%は一方
向に存在する強化繊維とその強化繊維と交差する方向に
存在する強化繊維の割合が1対1のスリーブを用いたF
RTP管を示す。また、曲げ強度比は強化繊維が一方向
に引き揃えられたスリーブを用いたFRTP管の強度を
1.0として、比で表した値である。
【0018】上記3点曲げ試験は、図9に示すように作
製したFRTP管10を圧子11a、11b上に載せ、
FRTP管10の支点間中央部分に圧子11cを用いて
5mm/分で押圧し、破壊が起こるまでの最大荷重を測
定することによって行った。このとき圧子11aと圧子
11b間のスパン長は50mmであった。図8に示した
結果から、一方向に存在する強化繊維と交差する方向に
存在する強化繊維の割合が約30体積%以下であるもの
は、曲げ強度が優れているので、本発明では副補強繊維
の体積%は主補強繊維の30体積%以下とした。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載のFR
TP用スリーブは、強化繊維とマトリックス繊維からな
るコミングルヤーンと、マトリックス繊維とを用いて袋
織りしたスリーブのコミングルヤーンの配列方向を一方
向に揃えたものであるので、強化繊維の配列方向が一方
向に揃っており、強化繊維同士が交差せず、FRTP成
形品にボイドや樹脂だまりが発生しにくく、機械的特性
が特に良好となる。また、強化繊維同士が交差していな
いのでFRTP成形品の表面平滑性が高いという効果を
有する。
【0020】また、請求項2記載のFRTP用スリーブ
は、強化繊維とマトリックス繊維からなるコミングルヤ
ーンと、マトリックス繊維と、強化繊維とを用いて袋織
りしたスリーブのコミングルヤーンの配列方向を一方向
に揃え、該コミングルヤーンを構成する強化繊維以外の
強化繊維の配列方向も上記コミングルヤーンの配列方向
と同一方向に揃えたものであるので、上記請求項1記載
のFRTP用スリーブと同様の作用効果を有する。
【0021】また、請求項3記載のFRTP用スリーブ
は、強化繊維とマトリックス繊維からなる副コミングル
ヤーン、マトリックス繊維および強化繊維のうちから選
択される一種以上の繊維と、強化繊維とマトリックス繊
維からなる主コミングルヤーンとを用いて袋織りしたス
リーブの主コミングルヤーンの配列方向を一方向に揃
え、主コミングルヤーンと交差する方向に存在する強化
繊維が上記主コミングルヤーンと同一方向に存在する強
化繊維の30体積%以下としたものであるので、主補強
繊維の配列が成形時に乱れることを副補強繊維が防ぐ効
果を有する。また、FRTP成形品にボイドや樹脂だま
りが発生しにくく、機械的特性が良好となる。また、強
化繊維同士がほとんど交差していないのでFRTP成形
品の表面平滑性が高いという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明で用いられるコミングルヤーンの一
例を示す斜視図である。
【図2】 この発明のFRTP用スリーブの一例を示す
正面図である。
【図3】 この発明のFRTP用スリーブの他の例を示
す正面図である。
【図4】 この発明のFRTP用スリーブの他の例を示
す正面図である。
【図5】 この発明のFRTP用スリーブの他の例を示
す正面図である。
【図6】 この発明のFRTP用スリーブの他の例を示
す正面図である。
【図7】 この発明のFRTP用スリーブの他の例を示
す正面図である。
【図8】 主補強繊維に対する副補強繊維の割合と曲げ
強度比との関係を示したグラフである。
【図9】 3点曲げ試験を説明するための図である。
【符号の説明】
1…コミングルヤーン、2…FRTP用スリーブ、3…
マトリックス繊維。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強化繊維とマトリックス繊維からなるコ
    ミングルヤーンと、マトリックス繊維とを用いて袋織り
    してなるスリーブであって、前記コミングルヤーンの配
    列方向が一方向に揃えられたことを特徴とするFRTP
    用スリーブ。
  2. 【請求項2】 強化繊維とマトリックス繊維からなるコ
    ミングルヤーンと、マトリックス繊維と、強化繊維とを
    用いて袋織りしてなるスリーブであって、前記コミング
    ルヤーンの配列方向が一方向に揃えられ、該コミングル
    ヤーンを構成する強化繊維以外の強化繊維の配列方向も
    前記コミングルヤーンの配列方向と同一方向に揃えられ
    たことを特徴とするFRTP用スリーブ。
  3. 【請求項3】 強化繊維とマトリックス繊維からなる副
    コミングルヤーン、マトリックス繊維および強化繊維の
    うちから選択される一種以上の繊維と、強化繊維とマト
    リックス繊維からなる主コミングルヤーンとを用いて袋
    織りしてなるスリーブであって、前記主コミングルヤー
    ンの配列方向が一方向に揃えられ、主コミングルヤーン
    と交差する方向に存在する強化繊維が前記主コミングル
    ヤーンと同一方向に存在する強化繊維の30体積%以下
    であることを特徴とするFRTP用スリーブ。
JP15587993A 1993-06-07 1993-06-25 Frtp用スリーブ Withdrawn JPH079442A (ja)

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JP15587993A JPH079442A (ja) 1993-06-25 1993-06-25 Frtp用スリーブ
US08/253,420 US5633074A (en) 1993-06-07 1994-06-03 Prepreg available for fiber reinforced thermoplastic resin and process of producing sporting goods using the same
TW83105099A TW252947B (ja) 1993-06-07 1994-06-04
EP19940108729 EP0628401A1 (en) 1993-06-07 1994-06-07 Prepreg available for fiber reinforced thermoplastic resin and process of producing sporting goods using the same

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