JPS6032985Y2 - 繊維強化プラスチツク型材 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと称する
）の型材硬化連続引抜成形の如き引抜成形で得られる強
度に方向性を有し一定断面を有する型材において、材料
の極部的破壊強度を向上す、ることで型材の強化を増し
て、強化を要求される部材として使用できる型材を提供
するものである６ ＥＲＰ引抜引抜陽形る一方向性強化材■を曲げテストす
ると、切り出し部材■（第１図参照）では５０〜６０ｋ
ｇ／−の強度が出るが、本体では２０〜３０ｋｇ／−の
強度にとどまり、理論通りの強度が出ない。

この破壊モードは、圧子近傍での局部的な圧縮破壊が先
行し、材料の持つ強度が発揮されないという欠点があっ
た。

！″’ＲＰ引抜成形の一方向強化材においては材料の圧
縮強度を増すことが全体の強度向上につながると考えら
れる。

即ちこの一方向強化材の圧縮強度を部分的にとらえた場
合、第３図に示すように長手方向にはガラス長繊維など
の連続フィラメント群１が配列してあり、ＦＲＰの複合
則が戊り立つが、これに直角の方向においては第４図の
ようにマトリックス中に連続フィラメント群１の粒子が
存在しているにすぎず、マトリックスと短繊維２の強度
だけであり、ＦＲＰの複合則が戊り立ち難く、長手方向
に対して、強度が極めて低くなるといえる。

長手方向に直角の方向の強度を増す方法として断面積を
増す方法やガラスクロス基材を多く配置する方法などが
考えられるが、その分だけ連続フィラメント群が少なく
なるので長手方向の強度が低下するなどの欠点がある。

この考案は上記のよう２な問題を解決するため、断面積
を増すことな、＜、受圧面積を増加し、しかもスムーズ
な円弧面または斜面を有するリブによって強度が得られ
る型材を提供するものである。

以下にこの考案の詳細を添附図面に基づいて説明する。

第５図に示す第１の実施例において、１１はガラス繊維
ロービンングと称する長手方向に整列させたガラス長繊
維からなるフィラメント群の如き連続フィラメント群、
１２はその周囲をとり囲むガラス繊維などからなるマッ
ト層および／またはクロス層で、何れも熱硬化プラスチ
ックを含浸させて引抜成形したものであって、その脚部
１６の先端およびコーナ部１６′にリブ１３，１３’を
形威しである。

上記リブ１３の脚部１６の先端およびコーナ一部は円弧
面１４とし、この円弧面１４の半径をＲ１脚部１６厚み
をａ１リブ１３の端面の巾をｂとすると下記のように、 （ｉ）＝ ｂ ＝ ｌａ （通常０．５ｌ−２ａ）（ｉ
ｉ）・・・・・・Ｒ＝２ａ （通常０．５ａ以上好適に
は０．５ａ〜３ａ） となる。

また、円弧面１４のかわりに斜面１５でもよいがこの斜
面１５あるいはリブの巾Ｃは、 （ｉｉｉ）・・・・”Ｃ＝２ａ−（通常０．５ａ以上、
好適には０．５ａ〜２ａ）とする。

なお、上記（ｉ）、 （ｉｉ）、 （ｉｉｉ）の関係式
は下図（第６図〜第７図）実例品についても当てはまる
ものである。

第６図はＨ形とした場合で、この場合、各脚部１６の端
部に第５図と同様のリブ１３を設ける。

また、両側の脚部１６を連結する連結部１７と脚部１６
のつながるコーナ部も円弧面１８や斜面によりスムーズ
につながるようにするのがよい。

前記第５図はチャンネル形であり、上部の連結部１７の
両端即ちコーナ一部にもリブ１３を設けられている。

第７図は第５図のチャンネル形のものを逆向きにし、そ
の両脚部１６の上端に外向きに連結部１７を設け、この
連結部１７の両端（コーナ一部）に下向きの脚部１６を
設け、各連結部１７の外端（コーナ一部）にリブ１３を
設けたものである。

この場合もリブ１３の形状は同じである。

また、上記連結部１７の内側、すなわち脚部１６を設け
た側は中央部が平面１８、両側部が約５０の勾配面１９
とされている。

この考案において用いられる連続フィラメント群、マッ
ト、クロスの材質としてはガラス繊維、炭素繊維などの
無機質繊維、ポリエステル繊維などの有機質繊維をあげ
ることができる。

また、マトリックスの材質としては不飽和ポリエステル
樹脂、エキシボ樹脂などの熱硬化性樹脂をあげることが
できる。

第７図に示すチャンネル型のこの考案の型材と、同じ寸
法でリブを有しない従来のチャンネル形の型材の強度試
験を行った（型材の断面積は従来チャンネルと本考案チ
ャンネルでは同一とした）。

結果は次の表のようにこの考案の方が遥かに強度が大で
あることが分った。

なお第８図として試験に用いたチャンネル断面の寸法穴
り図面を記載する。

従来の型材としては断面間形状のリブを有しない断面幅
の等しい型材を用いた。

上記の試験に用いたＦＲＰ型材の繊維基材としては、ガ
ラスロービングと、ガラス繊維チョツプドストランドマ
ットを用い、樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂を用
いた。

型材中の繊維基材含有率は５溶量％、繊維基材中のマッ
ト含有率はガラスロービング１０喀量部当り２溶量％と
したものである。

なお、この考案において連続フィラメント群としてはガ
ラスロービングが好適に用いられる。

またこの考案の型材において繊維基材含有率は通常４５
〜６０容量％好適には４８〜５７容量％とされる。

また連続フィラメント群とマット（および／またはクロ
ス）の使用割合は次の如くである。

すなわち、連続フィラメント群１０喀量部当りマット（
および／またはクロス）使用量は通常１５〜３５容量部
好ましくは２０〜′３喀量部とされる。

さらにこの考案において型材の好ましい繊維構成は第９
図に示す如く型材中央部に連続フィラメント（たとえば
ガラスロービング）２１その周囲にチョツプドストラン
ドマット（たとえばガラス繊維チョツプドストランドマ
ット）２２が配され、さらにその周囲にサーフェーシン
グマット（薄手不１ｍ＆ビニロンペーパー、ガラスペー
パーなど）２３が配された構成である。

サーフェーシングマット使用量は連続フィラメント群使
用量１０喀量部当り０．５ないし３容量部程度である。

なお第９図はこの考案の第６図の如き型材の脚部のみを
とり出して示されている。

この考案のＦＲＰ型材は前記のようにコーナ部にスムー
ズな円弧面または斜面を有するリブを設けることにより
長手方向と直角の方向に加わる荷重に対する強度が著し
く向上したものである。

すなわち、第１０図のようなリブのないチャンネル材２
０の場合、その曲げ破壊モードは第１０図の鎖線のよう
に脚２１が開いて形状の保持ができなくなり、そのため
比較的軽い荷重で破壊する。

しかし、この考案の型材の場合はコーナ部にリブがある
ため、相当大きな荷重が加わっても変形せずに耐えるこ
とができるという特有の効果がある。

また、脚部にもリブを設ければさらに強度を増すことは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は一方向強化材の強度説明図で第１
図および第２図は斜視図、第３図は第２図に於てＸ−Ｘ
’線に沿って切断した断面図、第４図は第２図のｙ−ｙ
’線に沿って切断した直角方向横断面図を示す。 第５図ないし第７図はこの考案の各実施例を示す斜視図
である。 第８図は強度テストに用いたこの考案の型材の断面図、
第９図はこの考案の型材において好ましい繊維構成を示
す一部切欠の断面図、第１０図は従来の型材の一例を示
す断面図である。 １１・・・・・・連続フィラメント群、１２・・・・・
・マット層、１３・・・・・・リブ、１４．１８・・・
・・・円弧面、１５・・・・・・斜面、１６・・・・・
・脚部、１７・・・・・・連結部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ｌ 長手方向に整列させた連続フィラメント群の周囲に
   繊維からなるマット層およびまたはクロス層を配した繊
   維構成の強化プラスチックからなり、脚部およびコーナ
   部を有する型材において、少なくともコーナ部にリブを
   設けた繊維強化プラスチツク型材。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の繊維強化プラ
   スチツク型材において、脚部とコーナ部の両方にリブを
   設けたもの。