JPH09295352A

JPH09295352A - 形材

Info

Publication number: JPH09295352A
Application number: JP8146458A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kitano; 彰彦北野; Akira Nishimura; 明西村; Nobuhiko Shimizu; 信彦清水
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1997-11-18
Anticipated expiration: 2016-05-17
Also published as: JP3802138B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で剛性に優れるばかりか、金属やコンク
リートとの線膨張係数のミスマッチに起因する破壊を防
止し得る形材を提供する。【解決手段】補強繊維として炭素繊維を含む長尺の繊
維強化プラスチックからなり、前記炭素繊維の体積含有
率が１０〜５０％の範囲にあり、前記炭素繊維が長手方
向に配列しており、かつ、長手方向の線膨張係数が２×
１０^-6／℃〜１０×１０^-6／℃の範囲にあることを特徴
とする形材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維を含有す
る繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと略す。）製の
形材に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般構造物や建造物の軽量化あるいは現
場での省力化を目的として、軽量構造材が注目されてい
る。なかでも、形材と称される、長尺のビーム状部材を
ＦＲＰ製としたものは、金属骨材よりも軽量で、木材よ
りも高剛性であり、かつ断面形状が単純であるため大量
生産に適する引き抜き成形に向いており、構造用材とし
て注目されている。形材は、いわゆるパイプ、角パイ
プ、アングル、チャンネル、Ｃ形ビーム、Ｔ形ビーム、
Ｉ形ビーム、平板、バー、支柱、桁材と称されることも
ある。

【０００３】従来、形材として用いるＦＲＰの補強繊維
としては、比較的軽量で、強度と弾性率のバランスの面
からガラス繊維が主として用いられてきた。

【０００４】形材は、通常、他の構造部材である、鉄や
アルミニウムなどの金属骨やコンクリート等と接合して
使用されることが多いが、ガラス繊維を主体としたＦＲ
Ｐ製形材を用いて構造体に組み立てる場合には、組立後
に部材の寸法に狂いが生じることがあった。このような
部材の寸法に狂いが生じると、台風や地震などの予期し
ない突発的な大きな荷重に対して、例えば、構造物や建
造物が傾斜したり、座屈して倒壊してしまうおそれがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の形材の上述した問題点を解決し、軽量性や機械的特性
に優れるのは勿論のこと、金属やコンクリート等と接合
して使用して構造体に組み立てた後にも、部材の寸法に
狂いが生じることの少ない形材を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の形材は、補強繊維として炭素繊維を含む長
尺の繊維強化プラスチックからなり、前記炭素繊維の体
積含有率が１０〜５０％の範囲にあり、前記炭素繊維が
長手方向に配列しており、かつ、長手方向の線膨張係数
が２×１０^-6／℃〜１０×１０^-6／℃の範囲にあること
を特徴とするものからなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明者らは、前述のような部材
の寸法の狂いが、ＦＲＰ製形材と、金属やコンクリート
等との間での線膨張係数のミスマッチにより生じること
を見出した。たとえば、補強繊維としてガラス繊維のみ
を用いたＦＲＰは、金属やコンクリートに比べて線膨張
係数が大きく異なるため、金属やコンクリート等と接合
して構造体に組み立てた後、部材の寸法に狂いが生じる
のである。

【０００８】かかる線膨張係数のミスマッチを小さく
し、部材の寸法の狂いを抑制するとともに、軽量で剛性
に優れ、かつクリープしにくい形材とするために、本発
明のＦＲＰ形材においては、実質的に連続の炭素繊維を
形材の長手方向に配列し、かつ、長手方向に配列する炭
素繊維の体積含有率を１０〜５０％の範囲内とすること
により、形材の長手方向の線膨張係数を、２×１０^-6／
℃〜１０×１０^-6／℃の範囲内とするのである。

【０００９】連続の炭素繊維を、形材の長手方向に配列
することにより、炭素繊維の線膨張係数をＦＲＰに反映
させることができる。尚、繊維が形材の長手方向に配列
するとは、形材の長手方向と繊維の配列方向のなす角度
が＋７〜−７°の範囲にあることを意味する。

【００１０】形材の長手方向に配列する炭素繊維の体積
含有率が１０％未満であると、形材の線膨張係数が上記
範囲より大きくなり、ミスマッチが生じて金属やコンク
リート材との間に隙間が発生するようになるばかりか、
形材自身を軽量かつ高剛性、高強度にすることができな
くなる。炭素繊維の体積含有率が５０％を超えると、形
材の線膨張係数が上記範囲より小さくなり、やはりミス
マッチが生じて金属やコンクリート材との間に隙間が生
じる。

【００１１】ここで、形材の線膨張係数は、たとえば次
のようにして測定することができる。すなわち、長さ１
ｍ以上の形材を用いて、１００℃の温度変化（たとえ
ば、−４０℃〜６０℃）に伴う長さの変化をダイアルゲ
ージ等で精度良く測定するのである。測定法としては、
温調室（−５０℃〜１００℃程度の温度コントロールが
可能なオーブン、炉あるいは部屋）内で形材を支持し、
形材両端にダイアルゲージを接触させておいて、温度変
化に伴う長さの変化から線膨張係数を求めることができ
る。尚、部材の長さが１ｍ確保できない場合には、長さ
の変化をより高精度で測定できるレーザー法等を用いて
もよい。精度を向上させるという意味では、あらかじめ
線膨張係数のわかっている金属を測定して校正しておく
と良い。

【００１２】また、長手方向に配列する炭素繊維の体積
含有率は、形材の長手方向に配列する炭素繊維が占める
総断面積と、形材の長手方向に直角な断面の断面積の比
として求めることができる。かかる炭素繊維の総断面積
は、単繊維の断面積（単繊維径から計算できる）に繊維
本数を乗じて計算で求めたり、顕微鏡などによる断面観
察により求めることができる。

【００１３】炭素繊維は、ＦＲＰ用の補強繊維の中で最
も比強度（重さ当たりの強度）、比弾性率（重さ当たり
の弾性率）が大きい繊維であるので、炭素繊維を用いた
本発明の形材は、軽量且つ高強度・高剛性なものとな
る。本発明において、炭素繊維としては、ポリアクリル
ニトリル（ＰＡＮ）繊維やピッチを原料として、耐炎
化、炭化／黒鉛化工程等を経て製造されるいわゆる公知
の炭素繊維（グラファイト繊維とも呼ばれ、単繊維の直
径が通常５〜１０μｍ）を用いることができる。炭素繊
維の線膨張係数は、品種にかかわらず、−１〜１×１０
^-6／℃の範囲でほぼ一定であるので、いずれの品種でも
本発明に採用し得る。しかし、ＦＲＰ製の形材と接触す
る部材との間に生じる熱応力のやりとり（温度変化にと
もない発生する応力）を小さくするためには、同じ変位
量であっても発生する熱応力が小さい炭素繊維、すなわ
ち、弾性率の小さい炭素繊維を用いることが好ましい。
具体的には弾性率が２００ＧＰａ〜４５０ＧＰａの範囲
が好ましく、さらには、２３０ＧＰａ〜３５０ＧＰａの
範囲のＰＡＮ系の炭素繊維であることが好ましい。ま
た、ミスマッチによって生じる変形が僅かであっても長
期にわたり変形が繰り返されることを考慮して十分な強
度を確保するため、炭素繊維の引張強度は、４ＧＰａ以
上、好ましくは４．５ＧＰａ以上であるのが良い。な
お、通常は炭素繊維の引張強度は８ＧＰａ以下である。

【００１４】炭素繊維は、単繊維（モノフィラメント）
が、通常、１，０００〜２００，０００本からなる束形
態（ストランド、トウ、またはロービングともいう）で
使用するが、本発明においても、炭素繊維は束形態で使
用することが好ましい。また、束を平織り等のクロス形
態に製織して使用することも、長手方向の方向の補強が
同時に行え、かつ形態安定性が得やすいので好ましい。

【００１５】本発明の形材は、長手方向に配列する補強
繊維の一部に連続の炭素繊維を用いるものであるが、形
材の長手方向に垂直な断面からみた炭素繊維の分布は、
層状であっても島状であってもよい。ただし、その分布
は、形材に反りが生じないように、ランダムまたは軸対
称とすることが好ましい。特に剛性を向上させたい場合
には、形材の周辺部に層状に分散させることが好まし
い。

【００１６】ＦＲＰを構成する樹脂の線膨張係数は、金
属やコンクリートの線膨張係数よりもかなり大きいの
で、補強繊維をいかに適切に配するかが上記のミスマッ
チを生じさせないための鍵となる。

【００１７】本発明においてＦＲＰに用いるマトリック
ス樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化
性樹脂、あるいは、ポリエチレン、ポリプロピレン樹
脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポチブチレンテレフ
タレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート
樹脂などの熱可塑性樹脂を挙げることができる。

【００１８】なかでもポリエステル樹脂とビニルエステ
ル樹脂は線膨張係数が大きく、炭素繊維の小さい線膨張
係数を補って、形材の線膨張係数を上記の適正範囲内に
するのに好適な樹脂である。また、両樹脂は、後述の引
き抜き成形性に適し、かつ、耐薬品性、耐候性などに優
れる。また、フェノール樹脂も線膨張係数が大きく、難
燃性に優れ燃焼時の発生ガスも少なく建築用等には好ま
しい。

【００１９】上記樹脂には、例えば、リン酸エステル、
ハロゲン化炭化水素、酸化アンチモンやホウ酸亜鉛、含
リンポリオール、含臭素ポリオール、四塩化無水フタル
酸、四臭化無水フタル酸のような難燃剤を配合して難燃
性を付与してもよい。

【００２０】次に、本発明を図面を用いて説明する。図
１および図２は本発明の形材の一例を示している。図に
示すとおり、本発明に係る形材１は、形材の長手方向に
配列する連続の炭素繊維２および樹脂３から構成される
ＦＲＰ製である。また、図示例では、形材の長手方向に
配列する連続の炭素繊維２以外に、他の補強繊維４が含
まれている。

【００２１】かかる他の補強繊維の種類としては、形材
の線膨張係数を前記範囲とする限り、種々のものを用い
ることができる。具体的には、ガラス繊維、炭化珪素繊
維等の無機繊維の他、アラミド繊維、ポリエチレン繊維
などの有機繊維が挙げられるが、炭素繊維との強度、弾
性率、伸度、価格とのバランスを考慮すれば、ガラス繊
維を用いるのが最も好ましい。ガラス繊維とは、二酸化
珪素（ＳｉＯ₂）を主成分とするいわゆるＥガラス、Ｃ
ガラス、Ｓガラスなどの繊維状ガラスのことで、単繊維
径は通常５〜２０μｍ程度である。

【００２２】また、本発明において、形材の長手方向に
配列する連続の炭素繊維以外に補強繊維を含める場合、
その補強繊維は種々の態様を採り得るが、特に好ましい
態様を次に説明する。

【００２３】（１）まず第１に、炭素繊維以外の連続の
補強繊維を形材の長手方向に配列させることである。こ
の場合、炭素繊維以外の補強繊維は、炭素繊維より線膨
張係数の大きいもの、例えばガラス繊維、または、ポリ
エチレン繊維等の有機繊維を用いるのが良い。また炭素
繊維以外の、長手方向に配列する補強繊維の量は、形材
の線膨張係数を前記範囲とするほか、形材の剛性を保持
する観点から、体積含有率で、たとえばガラス繊維の場
合には、長手方向に配列する炭素繊維の１〜３倍、好ま
しくは１．５〜２倍とするのが良い。ポリエチレン繊維
の場合には、長手方向に配列する炭素繊維の２〜５倍、
好ましくは３〜４倍とするのが良い。また、炭素繊維以
外の補強繊維は、炭素繊維中に均一に分散していても、
集合して散在していてもよいが、形材の剛性を高くする
という観点からは、炭素繊維を形材の表面側に片寄らせ
て存在させることが好ましい。

【００２４】（２）第２に、ランダムに配列したマット
状の補強繊維を用いることである。マット状の補強繊維
としては、コンティニュアスストランドマットのように
連続繊維からなるものでも、チョップドストランドマッ
トのように繊維長が１〜５０ｍｍ程度の短繊維からなる
ものでもよい。この場合、かかる補強繊維の体積含有率
は、長手方向に配列する炭素繊維の０．４〜１．２倍、
好ましくは０．６〜０．８倍とするのが良い。かかる補
強繊維の体積含有率が小さすぎると、形材の線膨張係数
が小さくなりすぎることがあり、大きすぎると、形材の
重量が増す。なお、マット状補強繊維の場合には、形材
の弾性率を低下させないように、横断面における形材の
重心を含む部位に集合させて配することが好ましい。

【００２５】（３）また第３に、形材の長手方向以外の
方向、たとえば長手方向に対し９０±１５°程度の方
向、好ましくは長手方向に対して実質的に直角な方向に
補強繊維を配列することもできる。この場合、形材の長
手方向以外の方向に配列する補強繊維としては、前に列
記した補強繊維以外に炭素繊維も用いることができる。
かかる補強繊維は、連続であっても、短繊維であっても
よく、長手方向に配列する連続の炭素繊維と織物構造を
なしていてもよい。織物構造をしていると引き抜き成形
に適している。形材の長手方向と直角に補強繊維が配列
した部分の線膨張係数は、ほとんど樹脂の線膨張係数に
支配されるため、金属のコンクリートのそれよりも大き
く、長手方向に連続の炭素繊維が配列している部分との
相互作用により、形材の線膨張係数を前記範囲とするこ
とができる。この場合、形材の長手方向以外に配列する
補強繊維の体積含有率は、ＦＲＰのマトリックスとして
用いる樹脂の種類に応じて変更するのが好ましい。例え
ば、不飽和ポリエステル樹脂のように、樹脂自体の線膨
張係数が、通常１００〜２００×１０^-6／℃という、比
較的大きい樹脂のときには、長手方向に配列している連
続の炭素繊維の０．２〜０．８倍、好ましくは０．３〜
０．６倍とするのが望ましい。エポキシ樹脂のように樹
脂自体の線膨張係数が、通常５０〜７０×１０^-6／℃と
いう、比較的小さい樹脂のときには、長手方向に配列し
ている連続の炭素繊維の０．４〜１．６倍、好ましくは
０．６〜１．４倍とするのが望ましい。フェノール樹脂
のような中間的な線膨張係数を有する樹脂のときには、
長手方向に配列している連続の炭素繊維の０．３〜１．
２倍、より好ましくは０．５〜１．０倍とするのが望ま
しい。

【００２６】以上、形材の長手方向に配列する連続の炭
素繊維以外に、補強繊維を含める場合の特に好ましい態
様を説明したが、もちろん、上記の態様を併用したり、
補強繊維以外に粒子やフィラー材を混入させても差し支
えない。なお、長手方向に配列する連続の炭素繊維以外
に補強繊維を含む場合には、ＦＲＰにおいて補強繊維全
体が占める体積含有率は３０〜７０％とすることが好ま
しい。３０％未満であると樹脂部の影響が強くなって、
クリープや応力緩和を生じることがあり、７０％を超え
ると繊維同士が接触して補強効率が低下することがあ
る。

【００２７】さて、本発明のＦＲＰ製形材には導電性の
炭素繊維が含まれているから、形材の外周に炭素繊維が
露出するような場合には、炭素繊維と金属材が接触する
ことにより電気腐食（電食）が生じることがある。短期
に金属と接触する場合、あるいは、湿度の特に低い場所
で形材と金属が接触する場合には特に大きな障害とはな
らないが、この電食を防止することは、構造物や建造物
の寿命、信頼性を向上する上で重要である。

【００２８】本発明においては、形材の外周を非導電性
のＦＲＰ材や木材、木質材、フィルム材、プラスチック
などの絶縁材で覆うことが好ましい。

【００２９】これら絶縁材は、形材の成形後に別工程で
接合、接着するなどしてもよいが、形材の成形時に同時
形成してもよい。また、絶縁材は形材の外周全てを覆っ
てもよいが、金属材と接触する箇所だけを覆うだけでも
よい。また、これら絶縁材に、意匠性を併せもたせても
よい。木質の絶縁材の使用は、とくに建築用等のＦＲＰ
形材を自然材に似せるという効果をもたせるのに好適で
ある。

【００３０】絶縁材として特に好ましいのは、形材と同
時成形が容易であるガラス繊維、アラミド繊維、ポリエ
チレン繊維などの非導電性繊維を補強繊維とする非導電
性のＦＲＰ材である。中でも、強度と弾性率のバランス
のとれたガラス繊維を補強繊維とするＦＲＰが絶縁材と
して最も好ましい。ガラス繊維の形態としては、長繊
維、短繊維、織物状、マット状にしたもの（あるいはこ
れら形態の混合）などが用い得、規則的また不規則的に
配置していてもよい。好ましくは、マット状であること
が、炭素繊維の損傷の伝播を止めることができると同時
に、成形時の樹脂の含浸性を向上させ、補強繊維間の残
留応力を緩和させて、機械的特性をより向上させること
ができるので適切である。また、ガラス繊維マットを形
材の最外層に使用すると表面性の向上にも役立つ。尚、
絶縁材の厚みは、軽量化を損なわず、かつ、摩耗などに
より絶縁効果がなくならないようにするために、０．３
〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜１ｍｍの範囲とするのが
望ましい。

【００３１】本発明の形材を製造する方法としては、プ
ルトルージョン法、プルワインド法、レジントランスフ
ァーモールディング（ＲＴＭ）法、ハンドレイアップ法
等、公知のあらゆる成形技術を用いることができる。中
でも、炭素繊維を含む繊維束を樹脂を含浸させながら一
体成形する、引き抜き（プルトルージョン）成形法、プ
ルワインド成形法を用いることが経済的である。また、
少量の生産や複雑／特殊な構造に対しては、ハンドレイ
アップ法が適している。

【００３２】本発明において形材の横断面形状は長手方
向にほぼ均一であることが好ましい。代表的な横断面形
状を有する形材として、図３に示すようなＩ形断面の形
材１１、図４に示すような箱形断面の形材１２、図５に
示すようなＨ形断面の形材１３を例示できる。また、そ
の他にも、Ｚ形、Ｔ形，Ｃ形、Ｕ形、Ｌ形、フラット形
等の横断面形状であってもよい。これら形材のサイズ
は、通常、長さが断面の長辺の３倍以上である。また、
前述したように、これら形材の適当な表面部位に絶縁材
を配することができる。たとえば図６に示すように、Ｉ
形の形材１１の上下面に絶縁材２０を配することができ
る。

【００３３】本発明に係る形材は、一般構造物や建造物
用の構造材として用いることができる。一般構造物に対
しては、各種骨材や枠材、梁、ビーム、支柱、脚、レー
ル、ガイド材として用いることができる。

【００３４】また、建造物用構造材としては、木造、鉄
骨、セメントモルタル、レンガ作りの個人用家屋はもと
より、鉄筋コンクリート作りの大型ビル、高層建築ビ
ル、化学工場などの工場、倉庫、車庫、農業用のビニー
ルハウスや園芸ハウス、ソーラーハウス、歩道橋、電話
ボックス、移動式の簡易トイレ／シャワー室、ガレー
ジ、テラス、ベンチ、ガードレール、広告塔、小屋、ペ
ット小屋、テント小屋、物置、プレハブ等の小型・簡易
建物等あらゆる建造物に使用することができる。さらに
具体的には、ビルの屋上の貯水槽の補強材、ダクト補強
材、プール材、ドアや窓の枠、軒の桟、天井や床の梁、
敷居、間仕切り材、側壁材、鴨居、支柱、部屋を仕切る
ためのパーティションの枠、雨樋、足場等、多種多様な
箇所に使用可能である。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。実施例１単繊維本数６，９００本のガラス繊維糸束（弾性率＝７
０ＧＰａ、比重＝２．５４、単繊維形＝１３μｍ）１，
４００束と、単繊維本数２４，０００本の炭素繊維束
（引張強度４．９ＧＰａ、引張弾性率２３５ＧＰａ、比
重＝１．８０、単繊維径７μｍ）８００束にポリエステ
ル樹脂を含浸して、温度１２０℃のダイに引き通すプル
トルージョン法により、高さ＝１５０ｍｍ、幅＝１５０
ｍｍ、肉厚＝１０ｍｍ、長さ＝３０００ｍ、のＨ形の形
材を成形した。ここで、プルトルージョン成形時の引き
抜き速度は１ｍ／分で、また、炭素繊維束を四隅にほぼ
均等に（２００束づつ）に分布し、その他の部分でガラ
ス繊維束が偏在しないように、それぞれの繊維束は、ポ
リエチレン製の板に孔を開けたものをガイドとして用い
てダイに通した。

【００３６】次に、この形材をその両端にダイアルゲー
ジを接触させて線膨張係数測定用の台車（あらかじめキ
ャリブレーションのしてある鉄製の台車）に乗せて、温
調オーブン中に入れ、温度を−３０℃〜６０℃まで変化
させたときの線膨張係数を測定した。測定結果は、３×
１０^-6／℃であった。

【００３７】また、本形材の断面を顕微鏡観察（５００
倍に拡大）して繊維断面の総面積より補強繊維全体の体
積含有率を測定したところ、補強繊維の体積含有率は４
７．０％、長手方向に配列する炭素繊維の体積含有率は
１７．２％であった。

【００３８】実施例２実施例１の形材の上下両面全体をポリエステル樹脂を含
浸させた連続のガラス繊維からなるサーフェスマット
（旭ファイバーガラス（株）製：ＳＭ３６００Ｅ、目付
３０ｇ／ｍ²）で覆って厚さ７０μｍの絶縁層を形成し
た。その後、形材の上下両面に接するようにアルミ板
（５００ｍｍ×５００ｍｍ×厚さ５ｍｍ）２枚を万力で
固定して屋外に一ヶ月放置したところ、形材に電食等の
変化はみられなかった。

【００３９】実施例３３０ｍｍ幅のガラス繊維からなるランダムストランドマ
ット（繊維目付＝９００ｇ／ｍ²、繊維長３ｍｍ）を６
０枚、さらにその上下両面に糸本数２４，０００本の炭
素繊維束（弾性率２３５ＧＰａ、比重＝１．８０、糸径
７μｍ）を４５０束づつ重ねて、フェノール樹脂を含浸
させて、温度１３０℃のダイに引き通すプルトルージョ
ン法により、高さ＝１５０ｍｍ、幅＝３０ｍｍ、長さ＝
２０００ｍ、のＩ形の形材を成形した。プルトルージョ
ン成形時の引き抜き速度は０．５ｍ／分で、また、炭素
繊維束が形材の上下表面近傍に均一分散するようにポリ
エチレン製の板に穴を開けたガイドを経由してダイに通
した。

【００４０】次に、実施例１と同様にしてこの形材の線
膨張係数を測定した。測定結果は、７×１０^-6／℃であ
った。

【００４１】また、実施例１と同様にして補強繊維全体
の体積含有率を測定したところ、補強繊維の体積含有率
は３６．５％、長手方向に配列する炭素繊維の体積含有
率は１８．５％であった。

【００４２】比較例１実施例１の形材の上面を５ｍｍ削り取って炭素繊維を露
出させた後、実施例２と同様にして、形材の上下両面に
接するようにアルミ板（５００ｍｍ×５００ｍｍ×５ｍ
ｍ）２枚を万力で固定して実施例２と同じ屋外に一ヶ月
放置したところ、炭素繊維を露出させた面には電食によ
り白粉が析出し、露出面は凸凹になっていた。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、従来のＦＲＰ製の形材
の線膨張係数による金属やコンクリート材とのミスマッ
チを低減し、かつ、より軽量で、高強度、高剛性、高ク
リープ性能を有する形材を得ることができる。また、Ｃ
ＦＲＰと金属との電食をなくした形材を得ることもで
き、これまで以上に、ＦＲＰ製形材の各種分野での用途
展開、及び大量普及が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る形材の一例を示す概略斜視図であ
る。

【図２】図１に示す形材の長手方向に垂直な方向の拡大
断面図である。

【図３】本発明に係る形材の他の例（Ｉ形）を示す部分
断面斜視図である。

【図４】本発明に係る形材のさらに他の例（箱形）を示
す部分断面斜視図である。

【図５】本発明に係る形材のさらに他の例（Ｈ形）を示
す部分断面斜視図である。

【図６】本発明に係る形材のさらに他の例（Ｉ形）を示
す部分断面斜視図である。

【符号の説明】

１、１１、１２、１３形材２炭素繊維３樹脂（マトリックス樹脂）４炭素繊維以外の補強繊維２０絶縁材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補強繊維として炭素繊維を含む長尺の繊
維強化プラスチックからなり、前記炭素繊維の体積含有
率が１０〜５０％の範囲にあり、前記炭素繊維が長手方
向に配列しており、かつ、長手方向の線膨張係数が２×
１０^-6／℃〜１０×１０^-6／℃の範囲にあることを特徴
とする形材。
【請求項２】炭素繊維の引張弾性率が２００ＧＰａ〜
４５０ＧＰａの範囲にある、請求項１の形材。
【請求項３】炭素繊維の引張強度が少なくとも４．５
ＧＰａである、請求項１または２の形材。
【請求項４】補強繊維として、炭素繊維に加えて、ガ
ラス繊維を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の
形材。
【請求項５】ガラス繊維が長手方向に配列している、
請求項４の形材。
【請求項６】ガラス繊維が横断面における重心を含む
部位に配置されている、請求項４の形材。
【請求項７】ガラス繊維がマットである、請求項４ま
たは６の形材。
【請求項８】ガラス繊維が、長手方向に対して９０±
１５°の方向に配列されている、請求項４の形材。
【請求項９】全補強繊維の体積含有率が３０〜７０％
の範囲にある、請求項１ないし８のいずれかに記載の形
材。
【請求項１０】外周が絶縁材で覆われている、請求項
１ないし９のいずれかに記載の形材。
【請求項１１】絶縁材が、ガラス繊維および樹脂を含
む繊維強化プラスチックである、請求項１０の形材。
【請求項１２】引き抜き材からなる、請求項１ないし
１１のいずれかに記載の形材。
【請求項１３】構造物用または建造物用である、請求
項１ないし１２のいずれかに記載の形材。