JPS61199931A - 繊維強化プラスチツクねじ製品の製造方法 - Google Patents

繊維強化プラスチツクねじ製品の製造方法

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JPS61199931A
JPS61199931A JP60038778A JP3877885A JPS61199931A JP S61199931 A JPS61199931 A JP S61199931A JP 60038778 A JP60038778 A JP 60038778A JP 3877885 A JP3877885 A JP 3877885A JP S61199931 A JPS61199931 A JP S61199931A
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resin
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tapes
yarn
thread
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Kenji Kikuzawa
菊沢 賢二
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、繊維強化プラスチックねじ製品の製造方法に
関する。更に詳しくは、ガラス繊維等のヤーンテープに
熱硬化性樹脂を含浸せしめ、マンドレルに巻きとり、軸
方向に切開してプリプレグとなし、これを多数積み重ね
硬化させた板状体から、所望形状に切り出すことを特徴
とするものである。
従来の技術 繊維強化プラスチックねじ製品及びその製造法について
は、これまでに多数の特許出願がなされ種々の技術が開
示されている。
これらの製造方法を大別するとガラス繊維のロービング
を樹脂含浸し任意太さの筒状金型内で成形加工した棒状
体を機械切削してボルトなどのねじ製品を造る方法。短
繊維と熱可塑性樹脂との混線物を転造成形型などで任意
寸法のネジ転造を行なう方法。ガラス繊維等のヤーンク
ロスを樹脂含浸し、これを積み重ねて加圧加熱硬化した
成形板からボルトやナツトを切り出す方法の3つの方法
に分けることができる。
また、最近1本発明者は、繊維補強材としてロービング
を用いるめねじの製造方法を提供した(特開昭59−1
28223号)。すなわち、その要旨はガラスロービン
グをフィラメントワインディングマシーンにより円筒状
又は多角筒状のマンドレルに綾角度を持たせて巻きつけ
1次いでこれを軸方向に切開してプリプレグを形成し、
このプリプレグを必要枚数積み重ねて加圧成形してF、
 R,P板を得たのち、板厚方向にねじ切りを施して、
ナツト、めねじを製造するものである。
発明が解決しようとする問題点 これら従来法によって得られるねじは、それぞれその笈
法に起因して、特有の性能を有するが。
従来の金属性ねじの代替品として、また新たな分野にお
ける使用の面からより一層の改善が望まれている。更に
、それ等の製造法においてもより一層の省力化が研究さ
れている。
ちなみに、ロービングを強化材としたFRP棒をねじ切
り加工したねじ製品では、ねじ切り加工時にロービング
が切断されネジ山強度が著しく劣化する欠点がある。次
に、短繊維と樹脂との混線物を転造成形法でねじ転造す
る方法では、ねじ切り加工を施さないためねじ山部分で
の繊維切れは改善されたが、ねじ軸方向の引張り強度が
弱い欠点がある。更に、樹脂含浸したヤーンクロスを積
み重ねて成形加工したFRP板を、切断切削したボルト
やナツトのねじ製品は、強化繊維がねじ白方向にもねじ
軸方向にも配交されているため強度の優れたねじ製品で
はあるが、生産コストが著しく高価であると云う欠点が
あった。
本発明者の発明になる上述の方法においては、ねじ山に
ガラス繊維ロービングが入り込みしかもこの入り込んだ
ロービングの層を次の綾角度が逆方向のロービングの層
が押えつける事によりねじ山が破壊する際に生じる眉間
はぐり強度を高めねじ山強度の優れたナツトが得られる
が、ロービングへの熱硬化樹脂混合が不均一であったり
、樹脂含浸が不均一であったりするとロービング層相互
間の結合が不完全となり、ともするとフィラメントワイ
ンディング法による綾織りの効果が発揮できない場合が
生じ、ねじ山強度が劣化すると云う問題があった。
問題点を解決するための手段 本発明者は、これ等の問題点を改善すべく検討を重ね、
補強繊維としてガラス繊維等のヤーンテープを用いた新
規なねじ製品の製造方法を提供するものである。
すなわち本発明は。
ほつれ防止用に樹脂コーティングされたヤーンテープに
熱硬化性樹脂を含浸せしめたのち、フィラメントワイン
ディング法により円筒状又は多角形状のマンドレルに綾
角度を持たせて巻きつけ、任意厚さとしたのち、軸方向
に切開してプリプレグとなし、このプリプレグを積み重
ねて加圧加熱した繊維強化プラスチック成形板からねじ
切り加工を施すことを特徴とする繊維強化プラスチック
ねじ製品の製造方法である。
以下、本発明を更に説明する。
このように本発明の最も特徴とするところは、フィラメ
ントワインディング法により円筒状アンビルに綾巻きす
る強化繊維が従来の如きロービングでなくヤーンテープ
であり、しかもこのヤーンテープが樹脂コーティングに
よってほつれ防止措置が施されているところにある。
ヤーンテープを構成する繊維としては、引張り強度10
0麺f/−以上、ヤング率6000Kff/−以上のガ
ラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などが使用され
るが、ガラス繊維が好ましい。
ヤーンテープは最初からテープ状に製織されたもの、ヤ
ーンクロスを裁断して得られる房耳部。
ヤーンクロスな任意中に切断して積極的にヤーンテープ
としたもの等製織されたものであって云わゆるテープ状
のものである。
ヤーンテープへのコーティング用樹脂は、成形に用いる
熱硬化性樹脂とのなじみ性がよく、接着性良好で、成形
物の物性を劣化させないもので、好ましくは、熱可塑性
樹脂が用いられる。好ましプに対して10重量−以下、
好ましくは5重量−以下が適当である。
ちなみに、本発明に用いるほつれ防止のため樹脂コーテ
ィングされたガラスヤーンチー伊ましい具体例としては
1%開昭59−15563号に開示されているようにガ
ラス織物の房耳部または切断されたガラスクロスの切断
部にポリエステル樹脂を加熱溶融させて含浸し、ほつれ
防止したテープやガラス織物食中をポリエステル樹脂で
ほつれ防止した後、任意中に切断してテープ状としたも
のあるいはガラス織布からテープ状に裁断する場合の切
断部位のみを樹脂コーティングしたのち、該部位を切断
したテープなどであり、これらのヤーンテープは最初か
らヤーンテープとして製織されたもの、ヤーンクロスを
裁断した耳糸部、ヤーンクロスを積極的に切断してテー
プ状としたものなどいずれの方法で得られたヤーンテー
プでもかまわない。
本発明に用いる熱硬化性樹脂は物性上エポキシ樹脂が最
良であるが例えば不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエス
テル樹脂、フェノールm脂ナト。
熱硬化性樹脂も使用可である。
実施の態様 以下図面に従って、本発明の実施態様を詳述する0 第1図は本発明の方法によるプリプレグの製造方法を示
す斜視図であり、先ず、ほつれ防止のため樹脂コーティ
ングされたヤーンテープ1を、テープグリル2から必要
本数引き出し、櫛歯状ガイド3で任意本数単位にまとめ
て引きそろえ、レチンバス4内で、熱硬化性樹脂を含浸
させる。この際テープグリルから引出されるヤーンテー
プの1本の巾は、成形時のなじみ性、流動性、作業性な
どの関係を考慮して、一般にはS〜30m巾のものが使
用され、これらのテープを通常3〜10本引きそろえて
、10〜1001E11の帯状になるよう櫛歯ガイドで
中法めしレジ/パス内へ導く。
レジンバス4内には、テープ押えローラー5が設けてあ
り、レジンに完全に浸漬させると共に、テープ内の気泡
を脱泡する。
樹脂含浸したバンド状のテープ群は、並列した状態で、
綾振シ装置7で任意角度にマンドレル6に巻きつけられ
る。
前記バンド状テープ群の巾は、テープ1本1本の巾寸法
及び、まとめる本数によっても異なるが加圧成形の際に
テープ群が、なじむような流動性を考慮し九バンド巾に
設計することが好ましい。
第2図は、ヤーンテープがマンドレルに巻き取られた状
態を示すもので、行きのテープ(綾角度0)と帰ヘリの
テープ(綾角度0′)とは逆方向に綾を形成し、各テー
プは互に重なりあっている。
第3図は、アノビルに綾巻きされたヤーンテープからな
るプリプレグを、アンビル6の軸方向に添って、切開部
位8をカッターナイフなどで切開し、シート状プリプレ
グを得る方法を示すものである。
この際、マンドレルへのテープの巻き厚みは、マンドレ
ルの直径によっても異なるが、切開してシート状プリプ
レグとした場合に、シワが発生せず、該シート単位内で
のテープ群が樹脂の流動性を利用して、ある程度巾方向
に移動可能な厚さが適当で、通常3〜15mで実施され
ている。
第4図は、シート状プリプレグのヤーンテープの配交状
態を示すもので、このように任意角度で綾配交され、重
ね合わされた樹脂含浸ヤーンテープ群からなるプリプレ
グを必要に応じて、複数枚積み重ね、加熱加圧硬化させ
ると繊維強化プラスチック板が得られる。
この際、加熱キユアリングの条件は、使用する強化繊維
、硬化性樹脂の材質、混合比等によっても異なるが、例
えば、ガラスヤーンテープをエポキシ樹脂含浸させた場
合では、Zoo #150℃の温度域で10〜100 
Kq/−の圧力を加え10〜60分間保持させて成形板
を得る方法が採用されている0 また、この場合のガラス繊維強化プラスチック板におけ
る、ガラス繊維は55〜78重量、チが強度的に好まし
い。
しかし、これらの条件は一例でS1シ、本発明において
これら条件を特に制限するものではない。
上記の板状成形物を任意中に切断して棒状となし、ねじ
切り加工を施すことによって、ガラス繊維強化プラスチ
ック製ボルトが得られるのである。
本発明の効果 以上のようにして得られた本発明のガラス繊維強化プラ
スチック製ボルトはその基板である成形板がヤーンテー
プ自体を構成する互いに直交する2つの繊維群と、テー
プの綾巻きによって生じる更に2つの交刃繊維群とで配
交され交互に重ね配してあり、この成形板からねじ切り
され次ボルトはねじ出方向にねじむく部分から補強繊維
が複雑な角度で入シ込んでおり、ねじ山部分の樹脂はこ
れらの配交繊維群で強固に拘束されているためねじ山強
度の優れたボルトとなる。
また、本発明ではほつれ防止の施した樹脂コーティング
ヤーンテープを用いるため繊維脱落がなく、繊維ぐずと
樹脂の混線物が巻き込まれて成形されることがないので
ねじ山くずれのない品質良好なボルトが得られるのであ
る。
また、ナツトの如き雌ねじ製品について詳述すれば、本
発明の繊維強化プラスチック板の板厚方向にくり抜いた
孔に雌ねじを設けた場合、ヤーンテープは厚さ方向(ね
じ軸方向)に積み重ねられ、ねじ出方向にはヤーンテー
プが綾配交され、その繊維列は更に複雑に配交している
ためトルク強度のすぐれたナツトが得られるのである。
このように本発明のねじ製品は品質面での優秀さに加え
て、製品の合理化生産と云う観点から見た場合、従来の
ヤーンクロス積層方式に較べ本発明のヤーンテープのフ
ィラメントワインディングリプリプレグ積層方式は任意
板厚寸法の成形板を得る工数が大巾に軽減される。特に
コスト面では原料として使用するスリットヤーンテープ
は、例えば従来廃却処分されていたヤーンクロスの両耳
切断テープを用いれば製造原価は飛躍的に軽減できる。
更にその製造方法においても以下の如き効果を有する。
ほつれ防止が施されていないヤーンテープをフィラメン
トワインディングマシンにより綾巻きすると、レジンバ
ス内のテープ押えローラーやクシ歯状ガイド、綾振りア
ームによってこすれ、ねじれ、しごきを生じ、ガラスヤ
ーンテープが毛羽立ち、ほつれ、繊維脱落があり、これ
らの繊維くずが樹脂含浸テープに付着しfct\ワイン
ディングされ成形されるため、テープの繊維糸条には、
連結されていないこれらの繊維ぐず部分は強化プラスチ
ックの物性を劣化させ、ねじ切り工程の際ねじ山くずれ
を生じる原因となる。
換言すれば、円筒状アノビルに綾巻きする前のレジンバ
ス内テープ押えローラーやテープを任意間隙に引きそろ
えるクシ歯状ガイド及び綾振ジアームでのしごき、こす
れ、ねじれなどによるヤーンテープの毛羽立ち、ほつれ
、繊維脱落がなく、損傷のないヤーンテープが熱硬化性
樹脂を含浸後綾巻きされ、軸方向に切開されシート状プ
リプレグを形成するため、このプリプレグを複数層積層
して加圧硬化した繊維強化プラスチック板は優れた強度
を有し、この板を任意寸法の棒状に切断したのち、ねじ
切り加工を施した強化ボルトはロービングによる成形板
から切り出し九ねじに較べ強度も強く、安定した品質の
ねじ製品が製造できるので有る。
例えばボルトの如き雄ねじ製品について詳述すれば、強
化繊維としてヤーンクロスが使用されている成形板から
角柱状に切シ出しを行ない、次いで、これ全丸棒とし、
ねじ切りし次従来のボルトはねじ軸方向に配交された繊
維とこれと直角方向のねじ出方向にはねじむく部分から
延長した繊維から成り立っており、強度の優れたボルト
であったのに対し、本発明の繊維強化プラスチック板か
ら同要領で切り出したボルトは強化材ヤーンテープが綾
配交しており、先ずヤーンテープは製織されてなる繊維
列とヤーンテープ自体の綾配交列で配交された各繊維列
がそれぞれ重なりあって配交されているため、ねじ軸方
向にも、ねじ出方向にも複数の配交角を有する繊維列と
なっている。このため前記ヤーン−クロスを強化材とし
た従来のボルトに較べ更に強力な引張り強度、ねじ山せ
ん断強度を有するボルトが得られるのである。この他製
造工程上の問題としてこれらの繊維くずはレジンバス内
の樹脂粘度を高める次め装置運転中に常に繊維ぐずを除
去して樹脂の粘度管理を行なわなければならず、毎日の
終業時にはレジンパス内の樹脂を除去しておかないと粘
度が上がって、翌日に装置運転を再開することができな
かった。
本発明においては、上述の欠点を克服するとともに、レ
ジンバス内の樹脂粘度管理が大巾に改善されレジンバス
内の樹脂は終業時に除去せずうも翌日運転再開時に七の
ま\再使用できるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造方法の一部を示す製造装置であり
、第2図はマンドレルにヤーンテープを巻いた図であり
、第3図はプリプレグを得る方法を示し、第4図はシー
ト状プリプレグのヤーンテープの配交状態を示す。 !=ほつれ防止の施されたガラスヤーンテープ2:テー
プグリル 3:櫛形テープガイド 4:レヂンバス(樹脂浸漬槽) 5:テープ押えローラー 6:マンドレル 7:綾振り装置(綾振りアーム) 8:切開部位 9:シート状プリプレグ 02行きのテープ角   θ′:帰りのテープ角度第2
図 第3v!I 第4図 手続補正書 昭和60年 3月27日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ほつれ防止用に樹脂コーティングされたヤーンテープに
    熱硬化性樹脂を含浸せしめたのち、フィラメントワイン
    ディング法により円筒状又は多角形状のマンドレルに綾
    角度を持たせて巻きつけ、任意厚さとしたのち、軸方向
    に切開してプリプレグとなし、このプリプレグを積み重
    ねて加圧加熱した繊維強化プラスチック成形板からねじ
    切り加工を施すことを特徴とする繊維強化プラスチック
    ねじ製品の製造方法
JP60038778A 1985-03-01 1985-03-01 繊維強化プラスチツクねじ製品の製造方法 Granted JPS61199931A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069972A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Federal-Mogul Deva Gmbh 滑り要素、滑り要素を製造するための方法および装置
CN102602011A (zh) * 2012-03-22 2012-07-25 华东理工大学 纤维预浸料间歇式浸胶机及其浸胶方法
CN117601410A (zh) * 2024-01-23 2024-02-27 陕西中源氢能新能源有限公司 一种气瓶用碳纤维缠绕装置及其方法

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