JPS61199932A - Manufacture of frp bar - Google Patents
Manufacture of frp barInfo
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- JPS61199932A JPS61199932A JP60038779A JP3877985A JPS61199932A JP S61199932 A JPS61199932 A JP S61199932A JP 60038779 A JP60038779 A JP 60038779A JP 3877985 A JP3877985 A JP 3877985A JP S61199932 A JPS61199932 A JP S61199932A
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Abstract
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ツク棒状体の製造方法に関す
る。更に詳しくは、高強度の?叩ボルト・ナツトを安価
で合理的に製造する方法に関し、その出発材料であるね
じ切り前のFRP俸を如可に高品質で効率よく製造する
かの問題解決をなす?RI’棒状体の製造方法y!′提
供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing fiber-reinforced plastic rods. For more details, see High-strength? Regarding the method of manufacturing hammered bolts and nuts at low cost and rationally, how can we efficiently manufacture the starting material, FRP shards before thread cutting, with high quality? RI' rod-shaped body manufacturing method y! 'It is what we provide.
従来の技術
従来、FRPポルトなどに用いられるねじ切り前のFR
B棒状体の製造方法として最も手軽に一般的に用いられ
ている方法としては、樹脂含浸したヤーンクロスを複数
枚積み重ねて任意厚さとし、これを加熱回圧成形したF
RP板から、角柱状に切断後、丸棒などに切削したのち
ねじ切りする方法がある。Conventional technology Conventionally, FR before thread cutting used for FRP ports, etc.
The easiest and most commonly used method for producing B rods is F, which is made by stacking multiple sheets of resin-impregnated yarn cloth to a desired thickness, and then heating and press-molding them.
There is a method of cutting an RP board into a prismatic shape, cutting it into a round bar, etc., and then threading it.
最も効率的な方法としては、樹脂含浸した任意太さのロ
ービングを成形筒内に引き入れて連続的に引抜く棒状体
の製造方法も公知である。例えばこの方法による丸棒か
らボルトをねじ切りした場合、ねじ山部分の繊維は切断
され強度の弱いボルトとなる欠点があった。As the most efficient method, a method for producing a rod-shaped body is also known, in which a resin-impregnated roving of an arbitrary thickness is drawn into a molding cylinder and continuously pulled out. For example, when a bolt is threaded from a round bar using this method, the fibers at the threaded portion are cut, resulting in a bolt with weak strength.
発明が解決しようとする問題点
ところが、前者の方法においては、強化繊維としてヤー
ンクロスを用いるため非常に高価で商品化が阻まれでい
る。後者においては、丸棒からボルトをねじ切りした場
合、ねじ山部分の繊維が切断され強度面からの改善が待
たれている。かくして、本発明においては、IPRP4
s状体を、例えばねじ切りを行ってボルトとした場合に
、品質面においては、前記ヤーンクロスを素材としたI
FRP成形板から切り出したボルトと同様に、強化繊維
は、ねじ軸方向にも、ねじ山号回にも配交されていると
いう、極めて強力なボルトを提供すべく又、その製造技
術においても、この槙の業界では常識となっている小鼠
多品権の受注製産形体に最も適応した効率的な生産形体
と且つ安価で、単納期に生産できると云う製造方法をも
提供せんとするものである。Problems to be Solved by the Invention However, in the former method, since yarn cloth is used as the reinforcing fiber, it is extremely expensive and has prevented its commercialization. In the latter case, when a bolt is threaded from a round bar, fibers in the threaded portion are cut, and improvements in terms of strength are awaited. Thus, in the present invention, IPRP4
When the s-shaped body is made into a bolt by threading, for example, in terms of quality, I
In order to provide an extremely strong bolt, in which the reinforcing fibers are arranged both in the screw axis direction and in the thread number, similar to the bolt cut out from an FRP molded plate, we also developed the manufacturing technology. The aim is to provide an efficient production system that is most suitable for the made-to-order manufacturing system with multiple product rights, which is common knowledge in the Maki industry, and a manufacturing method that is inexpensive and can be produced within a single lead time. It is.
間慮点を解決するための手段
かくして本発明は1.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をフィラメントワインディング法
により筒状マンドレルに所定回数綾巻きを行なう工程と
、この巻き工程中、あるいは、その前、又は後に熱硬化
性樹脂を含浸させる工程と、このように筒状に綾巻きさ
れた未硬化状態のプリプレグをマンドレルの軸方向に切
開する工程と、切開したシート状プリプレグを任意寸法
巾のテープ状に載断し、成形用割形内に檀み重ね加圧加
熱する工程からなる繊維強化プラスチツク棒状体の@造
方法にある。Means for solving the considerations The present invention thus provides: 1. A step of winding a resin-coated yarn tape around a cylindrical mandrel a predetermined number of times using a filament winding method to prevent fraying, and impregnating it with a thermosetting resin during, before, or after this winding step; There is a step of cutting the uncured prepreg cross-wound into a cylinder in the axial direction of the mandrel, and cutting the cut sheet prepreg into a tape shape of a desired width, and placing it in a split mold for molding. A method for manufacturing a rod-shaped fiber-reinforced plastic body comprising the steps of stacking, pressing and heating.
゛ 以下、本発明の製造工程について逐一説明すること
にする。゛Hereinafter, the manufacturing process of the present invention will be explained one by one.
先ず最初にフィラメントワインディング法によるヤーン
テープの綾巻き工程であるが、例えば特公昭54−30
422号、54−35231号などに示される如く、単
なるガラスロービングをフィラメントワインディング法
により円筒状マンドレルに綾巻さして得られたプリプレ
グを複数板積み重ねて加熱加圧成形して成形板を得る方
法があるが、この方法による成形板は加圧成形時にロー
ビングが横方向に流動して強化繊維及び樹脂の粗密部が
できること、互いに平行に配列した繊維相互間には強度
的な結合がなされていないことなどからヤーンクロス成
形板に較べ、強度的には不充分であった。これに対し、
本願発明のプリプレグはテープ巾単位で製織されている
ため繊維相互間が連絡され、これらのヤーンテープが綾
巻きされているのであるからヤーンクロスと同等以上の
強度が得られるのである。First of all, there is a twill winding process of the yarn tape using the filament winding method.
As shown in No. 422, No. 54-35231, etc., there is a method of obtaining a shaped plate by stacking a plurality of sheets of prepreg obtained by winding a simple glass roving around a cylindrical mandrel using a filament winding method and forming the sheets under heat and pressure. However, in the case of plates formed by this method, the rovings flow laterally during pressure molding, creating dense and dense areas of reinforcing fibers and resin, and there is no strong bond between the fibers arranged parallel to each other. Compared to yarn cloth molded plates, the strength was insufficient. On the other hand,
Since the prepreg of the present invention is woven in units of tape width, the fibers are connected to each other, and since these yarn tapes are cross-wound, a strength equal to or higher than that of yarn cloth can be obtained.
しかも、このヤーンテープは樹脂コーティングによって
ほつれ防止措置が施−されているため筒状アンビルに綾
巻きされる前のレジンバス内テープ押えローラーや、テ
ープを任意間隔でσ[きそろえるための櫛歯状ガイドあ
るいはWmリアームでのしごき、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綾巻きされるため品質良好
なプリプレグが得られるのである。In addition, this yarn tape is coated with a resin to prevent fraying, so it can be used with tape press rollers in the resin bath before being cross-wound around a cylindrical anvil, and with a comb-like shape for aligning the tape at arbitrary intervals. There is no fuzzing, fraying, or shedding of fibers in the yarn tape due to rubbing, rubbing, twisting, etc. on the guide or Wm rear arm, and the undamaged yarn tape is cross-wound, resulting in a prepreg of good quality.
次に、シリプレグの短尺状の細巾切断であるが、従来は
、所定の筒状アンビルに綾巻さされたプリプレグをシー
ト状に切開し、これを繊維方向を変えるなどして檀み重
ね、任怠厚さとしたのち、例えば板?、ボート、浴槽ケ
ースなどの成形型内で成形が行なわれてきた。ところが
、本発明者は棒状体を得るために未硬化状態でのシリプ
レグを任意細巾のテープ状に洋裁ばさみなどで載断して
棒状成形型内に装填すると云う極めて簡単な手法を用い
ることによってプリプレグから棒状体を成形すると云う
新規な方法を発明するに至ったのである。Next, the prepreg is cut into short strips. Conventionally, the prepreg that has been cross-wound around a predetermined cylindrical anvil is cut into sheets, which are then stacked by changing the fiber direction. For example, after making it a board? Molding has been carried out in molds for products such as , boats, and bathtub cases. However, in order to obtain a rod-shaped body, the present inventor uses an extremely simple method in which the uncured Silipreg is cut into a tape shape of arbitrary width using dressmaking scissors and loaded into a rod-shaped mold. This led to the invention of a new method for molding rod-shaped bodies from prepreg.
成形されたIPRPは特殊な工具を用いないと切削加工
できないほど歯物を損耗し、DO工が困紐であるが、成
形前の未硬化状態のシリプレグは折曲げ自在で、カッタ
ーナイフ、洋裁バサミナどで簡単に切断でき、この段階
で成形型に合わせて任意寸法に切断し、切断した設計容
量のプリプレグを充填して成形加工を行なうことにより
IFRP成形DO工工程を大巾に改善することができる
のである。Molded IPRP wears the teeth to such an extent that it cannot be cut without using special tools, making DO machining difficult. However, the uncured Silipreg before molding is bendable and can be used with cutter knives, dressmaking basaminas, etc. The IFRP molding DO process can be greatly improved by cutting it to any size according to the mold at this stage, filling it with the cut prepreg of the designed capacity, and performing the molding process. It can be done.
更に本発明の最も特徴とするところは、前記短尺状(テ
ープ状長形プリプレグ)に切断したシリプレグな筒状成
形割型を用いてFRB棒状体を成形することにある。Furthermore, the most characteristic feature of the present invention is that the FRB rod-shaped body is molded using the cylindrical molding split mold made of silicone preg cut into short lengths (tape-like long prepreg).
プリプレグを用いた成形加工法において、雄雌一対の成
形型を用いること自体は通常一般に採用されていること
であるにもか\わらず、棒状体の成形加工にはこの方法
が未だ採用されていない。Although it is common practice to use a pair of male and female molds in molding methods using prepreg, this method has not yet been adopted for molding rod-shaped objects. do not have.
また仮に採用されていたとしても良好な品質のものは得
られるはずがないのである。なぜなら、従来のプリプレ
グは強化繊維がロービングであり、細巾に載断してこれ
を積み重ねても、互いに平行な繊維相互間には強度的な
つながりがなく、110圧成形時にプリプレグがくずれ
てしまい繊維の粗密樹脂の配分不良を生じ、強度的に不
充分でむらを生じるのである。ところが本発明のプリプ
レグは製織されたヤーンテープで強化されているため強
化繊維はテープ単位で連結されていると共に、各テープ
は綾配交されているため樹脂の流動性で成形型内の空隙
部分へも容易になじみ、加圧することで成形型内に密実
に充満するのである。Moreover, even if it were adopted, there is no way that it would be of good quality. This is because the reinforcing fibers in conventional prepreg are rovings, and even if they are cut into thin strips and stacked, there is no strong connection between the parallel fibers, and the prepreg collapses during 110-pressure molding. This results in poor distribution of the dense and dense resin in the fibers, resulting in insufficient strength and unevenness. However, since the prepreg of the present invention is reinforced with woven yarn tape, the reinforcing fibers are connected in units of tapes, and each tape is twilled, so the fluidity of the resin can cause the voids in the mold to collapse. It easily fits into the mold, and when pressurized, it fills the mold tightly.
このため成形されたFRB棒状体はヤーンクロス成形板
と同様に、強化繊維がタテ方向にもヨコ方向にも配交さ
れ、強力な棒状体が得られるのである。For this reason, the molded FRB rod-like body has reinforcing fibers arranged both in the vertical and horizontal directions, similar to the yarn cloth molded plate, and a strong rod-like body can be obtained.
このように本発明のヤーンチーfを用いたプリプレグを
短尺状に切断し、筒状成形割型内に積み真ねて加圧加熱
し″1: FRP俸状体を成形加工する方法では、例え
ば丸棒、角俸の他、断面が多角形、L W O型など任
意異形のFRP俸状体を得ることができる。In this way, the prepreg using the yarn chip f of the present invention is cut into short pieces, piled up in a cylindrical mold, and heated under pressure. In addition to rods and square balls, it is possible to obtain FRP shells of arbitrary irregular shapes such as polygonal or LWO-shaped cross sections.
また、割型にねじ山を形成しておけば転造ねじが得られ
、dJ型内面に各種凹凸加工を施すことによってこれら
模様を有する転造模様のFRP棒状体が得られるのであ
る。Further, by forming threads on the split die, a rolled screw can be obtained, and by applying various types of uneven processing to the inner surface of the dJ type, an FRP rod-shaped body having a rolled pattern having these patterns can be obtained.
更にまた、棒状体の軸芯部に中空部を形成させたい場合
には短尺状プ1yプレグな積み重ねる際にアンビル俸を
挟むよう積み重ねたのち加圧成形後このアンビルを引抜
けば中空部を有するFRP俸が得られる。Furthermore, if you want to form a hollow part in the shaft core of the rod-shaped body, you can stack the short pieces so that the anvil is sandwiched between them, and then pull out the anvil after pressure forming to form the hollow part. FRP salary can be obtained.
この際、このアンビA/をねじ山の施したアノビルとす
ることで、成形加工後にこのアンビルを回転させながら
抜きとれば軸芯にめねじを有する棒状体が得られるなど
櫨々の展開が可能である。At this time, by making this ambi A/ into a threaded anvil, it is possible to develop it in a straight manner, such as by rotating and pulling out the anvil after the molding process to obtain a rod-shaped body with a female thread in the shaft core. It is.
以上は、本発明のIFRP俸を品質面、機能面から説明
してきたが、今度は生産技術、製品の合理化生産と云う
観点から説明を加えると、
先ず、本発明の方法は、原料から製品までの一貫生産方
式でないので少麓多品種の受注生産に好適し、常温保管
のきくプリプレグを注文に応じて短尺載断すれば−よい
ので生産が自在であり、プリプレグのロスがない。成形
型は大がかりでなく、この成形型のみを必要数増7JO
するだけで生産を効率よく稼動することができる。Above, we have explained the IFRP salary of the present invention from the quality and functional aspects, but now we will add an explanation from the perspective of production technology and rational production of products. First, the method of the present invention covers everything from raw materials to products. Since it is not an integrated production method, it is suitable for making small quantities of many kinds of products to order.The prepreg, which can be stored at room temperature, can be cut into short lengths according to the order, so production is flexible and there is no loss of prepreg. The mold is not large-scale, and the required number of molds is increased to 7JO.
You can operate production efficiently just by doing this.
また強化繊維のヤーンクロス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のである。Furthermore, the manufacturing cost of reinforcing fiber yarn cloth can be dramatically reduced by using, for example, a double-sided cutting tape for yarn cloth, which has conventionally been disposed of.
テープとして製織されたものヤーンクロスを載断した耳
糸部、ヤーンクロスを載断して積極的にヤーンテープを
造ったものなどいづれの方法で得られたものでもかまわ
ない。It does not matter which method is used, such as one woven into a tape, a selvage section made by cutting a yarn cloth, or a yarn tape made by actively cutting a yarn cloth.
また、このヤーンテープに使用される繊維とし”Cはガ
ラス繊維が安価で経済面での実用性が高いが、この他ア
ラミド繊維、炭素繊維などの引張弾性46000 Kf
/ ttm2以上、引張強K 100 ww”以上のプ
ラスチック補強用繊維であればいずれを用いてもかまわ
ない。In addition, the fiber "C" used in this yarn tape is glass fiber, which is inexpensive and has high practicality from an economic point of view, but other materials such as aramid fiber and carbon fiber, which have a tensile elasticity of 46,000 Kf, are also used.
/ ttm2 or more, and any plastic reinforcing fiber having a tensile strength K of 100 ww'' or more may be used.
熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂が最も好適であるが
、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂その他
の熱硬化性樹脂を用いてもかまわない。Epoxy resin is most suitable as the thermosetting resin, but unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, and other thermosetting resins may also be used.
また、本発明におけるヤーンテープをほつれ防止のため
樹脂コーティングするのは、ヤーンテープなフィラメン
トワインディングマシンにより綾巻きする際に、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たま\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。Furthermore, the yarn tape of the present invention is coated with a resin to prevent it from fraying.When the yarn tape is cross-wound using a filament winding machine, the yarn tape is rubbed and twisted by the tape presser roller, comb-toothed guide, and traverse arm in the resin bath. , the glass yarn tape becomes fuzzed, frayed, and fibers fall off due to ironing, and as these fiber wastes remain attached to the resin-impregnated tape and are wound and formed, the fiber threads of the tape include these unconnected fibers. The fiber waste deteriorates the physical properties of the reinforced plastic and causes the threads to collapse during the thread cutting process.
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ため装置運転中、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
ず終業時にはレシンパス内の樹脂を除去しておかないと
粘度が上って翌日に装置を再使用することができなかっ
た。Another problem with the manufacturing process is that these fiber wastes increase the viscosity of the resin in the resin bath, so during equipment operation, fiber waste must be constantly removed to control the resin viscosity, and at the end of the day, the resin in the resin bath must be removed. Otherwise, the viscosity would increase and the device could not be reused the next day.
その改善系として発明されたのが本発明方法におけるほ
つれ防止のため樹脂コーティングされたガラスヤーンテ
ープの採用である。このことによって粘度管理は大巾に
改善されレシンパス内の樹脂は終業時に除去せずども翌
日運転再開時にその!!−再使用できるようになった。What was invented as an improvement system was the use of a resin-coated glass yarn tape in order to prevent fraying in the method of the present invention. This greatly improved viscosity control, and even though the resin in the resin path was not removed at the end of the day, it was removed the next day when operations resumed! ! -Can now be reused.
ここで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テープとは、例えば特開昭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
ガラス織物命中をポリエステル樹脂でほつれ防止を施し
た後任意中に切断してテープ状としたものなどのヤーン
テープであり、例えばガラス繊維の場合、ポリエステル
樹脂又はエチレン酢酸ビニル共重合体が織布に対し10
重量−以下、好ましくは5重量−以下が適当でありこれ
らのコーティング樹脂は成形に用いる前記熱硬化性樹脂
とのなじみ性、接着性良好で、成形棒の物性を劣化させ
ないものでなければならない。Here, the glass yarn tape coated with resin to prevent fraying used in the present invention is, for example,
As disclosed in No. 15563, tapes in which the tassel portions of glass fabrics or the cut portions of cut glass cloth are heated and melted and impregnated with polyester resin to prevent fraying, and glass fabric hits are treated with polyester resin to prevent fraying. For example, in the case of glass fiber, polyester resin or ethylene-vinyl acetate copolymer is added to the woven fabric at a rate of 10%.
The appropriate weight is less than 5 weight, preferably less than 5 weight, and these coating resins must have good compatibility and adhesion with the thermosetting resin used for molding, and must not deteriorate the physical properties of the molded rod.
実施態様
以下図面に従って本発明の実施態様を詳述すム第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
し櫛形ガイド3を経て引きそろえ、レーンバス4内で熱
硬化性樹脂を含浸させる。この際ヤーンテープが樹脂液
に完全に浸漬され、テープ内の気泡が脱泡されるようテ
ープ押えローラー5でテープを浸漬させる。樹脂含浸し
たヤーンテープは並列した状態で綾振り装置7で任意角
度となしマンドレル6に往復を繰返し巻きとる。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Figure 1 is a perspective view showing a prepreg manufacturing method according to the method of the present invention. A necessary number of grilles are pulled out from the grille 2, aligned through a comb-shaped guide 3, and impregnated with thermosetting resin in a lane bus 4. At this time, the tape is immersed by a tape pressing roller 5 so that the yarn tape is completely immersed in the resin liquid and air bubbles in the tape are defoamed. The resin-impregnated yarn tapes are repeatedly wound back and forth around a mandrel 6 at an arbitrary angle using a traversing device 7 in a parallel state.
綾振り装置T1櫛歯ガイド等はヤーンテープの種類、寸
法、本数に応じて櫛歯の数、形状寸法、間隔が任意に設
定されるほか、各ヤーンテープに適当な張力を持たせる
役目もあり、ヤーンテープを損傷させないガイドとしな
ければならない。The traversing device T1 comb teeth guide etc. has the number, shape, and spacing of the comb teeth set arbitrarily according to the type, size, and number of yarn tapes, and also has the role of providing appropriate tension to each yarn tape. , it shall be a guide that does not damage the yarn tape.
第2図はヤーンテープがマンドレルに巻きとられた状態
を示すもので行きのテープ(綾角度θ)と帰りのテープ
(綾角度θ、′)とは逆方向に綾を形成し、各テープは
互いVC′ILなりあっている。Figure 2 shows the state in which the yarn tape is wound around a mandrel. The forward tape (travel angle θ) and the return tape (travel angle θ,') form a twill in the opposite direction, and each tape They are each other's VC'IL.
第3図はアン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9を
得る方法を示すものである。FIG. 3 shows a method of obtaining a sheet-like prepreg 9 by cutting a prepreg made of yarn tape cross-wound around an anvil at an incision site 8 along the axial direction of the anvil 6 with a cutter knife or the like.
この際、巻き厚みはマンドレルの直径により異なるが、
切開してシート状プリプレグと成した時に、シワが発生
しない厚みとして通常6〜1o■厚さが適当である。At this time, the winding thickness varies depending on the diameter of the mandrel, but
A thickness of 6 to 1 square inch is usually suitable as a thickness at which wrinkles do not occur when the prepreg is cut into a sheet-like prepreg.
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
ヲ示すものであり、このように任意角度で真ね合せ、綾
配交された樹脂含浸ヤーンテープ群からなるプリプレグ
を第5図に示す如く細巾のテープ状゛に載断し、成形用
筒状割型内に積み重ねて、DO熱加圧することによって
IFRP棒状体を得るのである。Figure 4 shows the arrangement of yarn tapes in a sheet-like prepreg, and the prepreg made of a group of resin-impregnated yarn tapes that are twisted and twilled at arbitrary angles is shown in Figure 5. The IFRP rod-shaped body is obtained by cutting it into a narrow tape shape, stacking it in a cylindrical split mold for molding, and subjecting it to DO heat pressurization.
以上のようにして得られたF、R,P、棒状体は、その
基材であるプリプレグが映像されたヤーンテープの場合
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つの交叉繊
維群とで繊維強化されて、これらは重ね配しており、成
形された棒状体は軸方向にも円周方向にも繊維強化され
ることになり、強度の優れた棒状体が得られるのである
。The F, R, P, rod-shaped bodies obtained as described above are composed of two groups of mutually orthogonal fibers constituting the yarn tape itself and the twill of the tape in the case of a yarn tape whose base material, prepreg, is imaged. It is further fiber-reinforced with two groups of crossed fibers produced by the winding, and these are arranged in layers, so that the formed rod-shaped body is fiber-reinforced both in the axial direction and the circumferential direction, resulting in excellent strength. A rod-shaped body is obtained.
次に、本発明方法によるIFRP棒状体からざルトねじ
製品を得た場合の特徴について例記してみることにする
。Next, the characteristics of a ZARTO screw product obtained from an IFRP rod-shaped body by the method of the present invention will be described as an example.
先ず、成形用筒状割型の寸法、形状は得ようとするボル
トの太さによって任意に設計すればよいが、ねじ切り加
工時の快削性?:推持するにはボルト直径〜ボルト直径
よりわずかに太い程度の円筒成形割型が効率面である。First of all, the dimensions and shape of the cylindrical split mold for forming can be arbitrarily designed depending on the thickness of the bolt to be obtained, but is it free-cutting during thread cutting? : In terms of efficiency, a cylindrical split mold with a bolt diameter to slightly thicker than the bolt diameter is effective for holding.
又、この中に充填するテープ状プリゾレグの量は加圧成
形時の筒状割型の体積と略同等又はそれ以上になるよう
設計すればよい。又、テープの巾寸法は成形型断面と略
同形になるよう積み重ねられる断面形状に切断すればよ
く、テープ巾をわずかに細巾として過積み加EEfれば
、綾巻きされているテープは樹脂の流動性により巾方向
に目出に伸組して成形型になじみ、密実に充填される。Further, the amount of tape-shaped presoleg filled therein may be designed to be approximately equal to or larger than the volume of the cylindrical split mold during pressure molding. In addition, the width of the tape can be cut into a cross-sectional shape that can be stacked so that it has approximately the same shape as the cross-section of the mold, and if the tape width is made slightly narrower and overloaded EEf, the cross-wound tape will be made of resin. Due to its fluidity, it expands in the width direction, fits into the mold, and is densely filled.
綾巻きによるシリプレグは、綾角度によって異なるが、
互いに直交するテープ群が平行に近ずくにつれ巾方向の
伸びは大きくなりなじみ成形性が良くなる。Silipreg made by twilling varies depending on the twill angle, but
As the tape groups that are orthogonal to each other become more parallel, the elongation in the width direction becomes larger, and the moldability improves.
このようrjFRP成形俸からねじ切り加工を施したボ
ルトは、ねじむく部分からねじ山号間に対し繊維強化さ
れ、ねじ山部分のW脂は、これら配交繊維群によって強
固に拘束され℃いるため、ねじ山剪断強度の優れたざル
トとなるのである。Bolts that have been threaded from RJFRP molded bales in this way are reinforced with fibers from the threaded part to between the thread numbers, and the W fat in the threaded parts is firmly restrained by these interwoven fiber groups. This results in a salt with excellent thread shear strength.
この際、細巾切断したシリプレグの巾寸法は、ボルトの
太さによって異なるが少なくともねじ山高さの2倍以上
で略々ボルト直径以下の巾寸法が好ましくテープ巾がね
じ山高さより細巾になれは、ねじ切り加工時に軸方向の
強化繊維が全て切断され、ねじ山強度は著しく劣化する
。又、ボルト直径より大巾寸法とした場合は、成形型内
で折れ曲ることになり、実質的にはボルト直径寸法と同
等効果となるか、又は成形型内で複雑に折れ重なり、光
分な強度を発揮しないことが考えられる。At this time, the width of the cut Silipreg varies depending on the thickness of the bolt, but it is preferably at least twice the thread height and approximately less than the bolt diameter. , all the reinforcing fibers in the axial direction are cut during thread cutting, and the thread strength deteriorates significantly. Also, if the width is wider than the bolt diameter, it will bend in the mold, and the effect will be essentially the same as the bolt diameter, or it will fold in a complicated way in the mold, causing light dispersion. It is conceivable that it will not exhibit sufficient strength.
但し、本発明ではこれらテープ巾について°特に制限す
るものではなく、使用目的及び、得ようとするFRP成
形俸の寸法、形状に1)6じて任意に設計すればよい。However, in the present invention, these tape widths are not particularly limited, and may be arbitrarily designed depending on the purpose of use and the size and shape of the FRP molded bale to be obtained.
又、本発明のFRP棒状体から雌ねじナツト製品を得る
場合について例記すると、例えば筒状成形割型を断面6
角形とし、前記同要領で得られた6角俸の軸芯を穿孔し
てタップドリルなど通常の方法でねじ孔加工を施せば前
記ボルトと同様にねじ山せん断強度の優れた龜ねじナツ
トが得られ、又、成形時に軸芯に任意太さのアンビルを
入れておき、成形後に、この棒状アンビルを抜きとれば
中空のPRP′Ds状体が得られるので、この方法を採
用すれば穿孔工程が省略できる。Further, to give an example of a case where a female screw nut product is obtained from the FRP rod-shaped body of the present invention, for example, a cylindrical split mold is formed with a cross section of 6
If you make a square shape, drill a hole in the axis of the hexagonal shape obtained in the same manner as above, and then process a screw hole using a normal method such as a tap drill, you can obtain a screw nut with excellent thread shear strength similar to the bolt described above. In addition, an anvil of arbitrary thickness is inserted into the shaft core during molding, and a hollow PRP'Ds-like body is obtained by removing this rod-shaped anvil after molding, so if this method is adopted, the drilling process can be simplified. Can be omitted.
更にまた、このアンビルを例えば木、竹、樹脂、アルミ
ニウムなどの切削容易な材質を用いることにより、成形
後にアンビル欠抜きとらずに、そのままでねじ切り]U
O工を施すごとができる。Furthermore, by using an easy-to-cut material for the anvil, such as wood, bamboo, resin, or aluminum, it is possible to thread the anvil without removing the anvil after molding.
It is possible to perform O-work.
このアンビルを例えばねじ切りの施された金属ボルトを
用い、離゛形剤を塗布して、成形加工後のPRP俸状体
から前記アンビル用金属ボルトを、標線回転しながら抜
き取ることにまり軸芯に雌ねじを有するFRP棒状体が
得られ、これを任意長さに切断すれば6角ナツトが出来
るのである。For example, use a threaded metal bolt as the anvil, apply a release agent, and remove the anvil metal bolt from the PRP shell after molding while rotating along the marked line. An FRP rod-shaped body with a female thread is obtained, and by cutting this to an arbitrary length, a hexagonal nut can be made.
この方法による雌ねじ製品は、歯物によるねじ切り加工
を施さないためねじ山部分での繊維切れがなく、ねじ山
強度のすぐれた雌ねじ製品が得られるのである。The internally threaded product produced by this method does not undergo thread cutting using teeth, so there is no fiber breakage at the threaded portion, resulting in a female threaded product with excellent thread strength.
以上は雄ねじボルト製品、雌ねじナツト製品について例
記したが、本発明のFRP俸状体の製造方法によれば、
この他、種々の製品加工が容易に手軽るに可能であり、
強度の擾れた棒状体を効率よく少量多品質生産できるよ
うになった。The above examples have been given for male threaded bolt products and female threaded nut products, but according to the method for manufacturing an FRP bale-shaped body of the present invention,
In addition, various product processing is possible easily and easily.
It has become possible to efficiently produce high-quality, low-volume rod-shaped bodies with reduced strength.
図面はいずれも本発明の実施に関連し、第1図はヤーン
テープのマンドレルに巻き工程を表わし第2図はマンド
レルにヤーンテープが巻かれた状態図であり、第6図は
第2図で示されたプリプレグの切開状態図であり、第4
図はシリプレグのヤーンテープの配交状態を示し、第5
図(5a。
sb、sc)は割形内のプリプレグ載断片の積層状態を
示す。図面の番号は以下の通りである。
1: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V
4:レデンバス(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!(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
10:細巾のテープ状シリプレグ
11:筒状成形割型
12:芯材(アンビル)
特許出願人 旭化成工業株式会社
第2図
第3図
第5図
(5o)
(5b)
手続補正書(自発)
昭和60年4月1日 1
特許庁長官 志 賀 学 殿 2
1、事件の表示 昭和60年特許願38779号2、
発明の名称
FRP棒状体の製造方法
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
大阪府大阪市北区堂島浜1丁目2番6号4、補正の対称
明細書全文1図面
(2)図面第1図を添付の通り訂正する。
明 細 書
、発明の名称
FRP棒状体の製造方法
、特許請求の範囲
ほつれ防止されたヤーンテープをフィラメントワインデ
ィング法により筒状マンドレルに所定回数綾巻きを行な
う工程と、この巻き工程中、あるいは、その前又は後に
熱硬化性樹脂を含浸させる工程と、このように筒状に綾
巻きされた未硬化状態のプリプレグをマンドレルの軸方
向に切開する工程と、切開したシート状プリプレグを必
要により任意寸法巾のテープ状に截断し、成形用金型内
で加圧加熱する工程からなる繊維強化プラスチツク棒状
体の製造方法。
1、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ツク棒状体の製造方法に関す
る。更に詳しくは、高強度のFRPボルト・ナツトを安
価で合理的に製造する方法に関し、その出発材料である
ねじ切り前のFRP棒を初回に高品質で効率よく製造す
るかの問題解決をなすFRP棒状体の製造方法を提供す
るものである。
従来の技術
従来、FRPボルトなどに用いられるねじ切り前のFR
P棒状体の製造方法として最も手軽に一般的に用いられ
ている方法としては、樹脂含浸したヤーンクロスを複数
枚積み重ねて任意厚さとし、これを加熱加圧成形したF
RP板から、角柱状に切断後、丸棒などに切削したのち
ねじ切りする方法がある。
最も効率的な方法としては、樹脂含浸した任意太さのロ
ービングを成形筒内に引き入れて連続的に引抜く棒状体
の製造方法もある。また、複数本のヤーンテープを円筒
の金型に引すり込み硬化させる、いわゆる引抜法も公知
である。
発明が解決しようとする問題点
ところが、ヤーンクロスを用いる方法においては、強化
繊維としてヤーンクロスを用いるため強度的には引張強
度ははり満足できるが、トルク強度が低く、また非常に
高価で商品化が阻まれている。ロービングを用いる方法
においては、丸棒からボルトをねじ切りした場合、ねじ
山部分の繊維が切断され強度面からの改善が待たれてい
る。ヤーンテープからの引抜成形法ではプレス成形法に
比べてトルク強化は強いが、引張強度が弱いという欠点
があった。かくして、本発明においては、FRP棒状体
を、例えばねじ切りを行ってボルトとした場合に、品質
面においては、前記ヤーンクロスを素材としたFRP成
形板から切り出したボルトと同様に、強化繊維は、ねじ
軸方向にも、ねじ白方向にも配交されているという、極
めて強力なボルトを提供すべ(又、その製造技術におい
ても、この種の業界では常識となっている少量多品種の
受注製産形体に最も適応した効率的な生産形体と且つ安
価で、単納期に生産できると云う製造方法をも提供せん
とするものである。
問題点を解決するための手段
かくして本発明は、ほつれ防止されたヤーンテープをフ
ィラメントワインディング法により筒状マンドレルに所
定回数綾巻きを行なう工程と、この巻き工程中、あるい
は、その前、又は後に熱硬化性樹脂を含浸させる工程と
、このように筒状に綾巻きされた未硬化状態のプリプレ
グをマンドレルの軸方向に切開する工程と、切開したシ
ート状プリプレグを必要により任意寸法巾のテープ状に
載断し、成形用金型内に積み重ね加圧加熱する工程から
なる繊維強化プラスチツク棒状体の製造方法にある。
以下、本発明の製造工程について逐一説明することにす
る。
先ず最初にフィラメントワインディング法によるヤーン
テープの綾巻き工程について述べる。従来公知の例とし
て、例えば特公昭54−30422号54−35231
号などに示される如く、単なるガラスロービングをフィ
ラメントワインディング法により円筒状マンドレルに綾
巻きして得られたプリプレグをマンドレルの軸方向にカ
ットし、得られたプリプレグシートを複数枚積み重ねて
加熱加圧成形して成形板を得る方法がある。しかしなが
ら、この方法による成形板はロービングがマンドレルの
円周方向に配向しているため円周方向の強度は強いが、
マンドレルの軸方向にはロービングが配向していないた
め互いに平行に配列した繊維相互間は単なる樹脂のみの
強度となり、ヤーンクロス成形板に較べ、横強度が強度
的には不充分であった。そのためにロービングとロービ
ングの層の間にチョツプドストランドをはさみ込むとか
、連続した繊維をスワール状にしてはさみ込み横強度を
アップする方法が提案されてきた。これに対し、本願発
明のプリプレグはテープ中単位で製織されているため繊
維相互間が連絡され、これらのヤーンテープが綾巻きさ
れているのであるからヤーンクロスと同等以上の強度が
得られるのである。
しかも、このヤーンテープは、端糸又は樹脂コーティン
グによってほつれ防止措置が施されているため筒状アン
ビルに絞巻きされる前のレジンバス内テープ押えローラ
ーや、テープを任意間隔で引きそろえるための櫛歯状ガ
イドあるいは綾振りアームでのしごき、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綾巻きされるため品
質良好なプリプレグが得られるのである。
次に、プリプレグの短尺状の線中切断であるが、従来は
、前述のとおり、ロービングを所定の筒状マンドレルに
綾巻きされたプリプレグをシート状に切開し、これを繊
維方向を変えるなどして積み重ね、任意厚さとしたのち
、例えば板や、ボート、浴槽ケースなどの成形型内で成
形が行なわれてきた。ところが、本発明者は棒状体を得
るために未硬化状態でのプリプレグを必要により任意細
巾のテープ状に洋裁ばさみなどで載断して棒状成形型内
に装填すると云う極めて簡単な手法を用いうる。
一般に、成形された(硬化された)FRPは特殊な工具
を用いないと切削加工できないほど間物を損耗し、加工
が困難であるが、成形前の未硬化状態のプリプレグは折
曲げ自在で、且つ、カッターナイフ、洋裁バサミなどで
簡単に切断でき、この段階で成形型に合わせて任意寸法
に切断し、切断した設計容量のプリプレグを充填して成
形加工を行なうことによりFRP成形加工工程を大巾に
改善することができるのである。
更に本発明の最も特徴とするところは、前記短尺状(テ
ープ状長形プリプレグ)に切断したプリプレグを筒状成
形割型を用いてFRP棒状体を成形することにある。
ヤーンクロスやロービングからのプリプレグを用いた成
形加工法において、雄雌一対の成形型を用いること自体
は通常一般に採用されていることであるにもか\わらず
、棒状体の成形加工にはこの方法が未だ採用されていな
い。
また仮に採用されていたとしても良好な品質のものは得
られるはずがないのである。なぜなら、従来のプリプレ
グは強化繊維がシート状のヤーンクロスであり、細巾に
載断してこれを積み重ねても、流動する事なくそのま\
の厚みに加圧され、単に樹脂が加圧によりしぼり出され
るだけで金型全体にガラス繊維が均一に入った成形品を
得る事が不可能であった。
これに対し本発明のプリプレグは製織されたヤーンテー
プが60〜87.5%の綾をふられ積層されているため
プレス成形した際ワインディング方向に樹脂とガラス繊
維は流動しないが、マンドレルの軸方向(ワインディン
グと直角方向)には金型に対し100〜50%のチャー
ジ面積でガラス繊維と樹脂が十分均一に流動し特にポジ
ティブ型の金型(第6図)をもちいる時には成形材料が
金型内で流動し、棒断面に対してガラス繊維が円周方向
に巻き込まれた構造体となり、引張強度は成形板の板か
ら切り出した棒に匹敵しなおかつトルク強度は倍近い成
形棒の製作が可能となる。
このように成形されたFRP棒状体はヤーンクロス成形
板と同様に、強化繊維がタテ方向にもヨコ方向にも配交
され、強力な棒状体が得られるのである。
このように本発明のヤーンテープを用いたプリプレグを
適宜バンド状に切断し、筒状成形割型又はポジティブ型
の金型内で加圧加熱してFRP棒状体を成形加工する方
法では、例えば丸棒、角棒の他、プリプレグが棒方向と
直角方向に自由に均一に広がるため断面が多角形、L型
、C型など任意異形のFRP棒状体を得ることができる
。
また、棒状体の径が大きい場合には、プリプレグを径の
大きさに適宜載断し、場合によっては、載断することな
く、プリプレグを云わゆるすし巻き状にして用いればよ
い。
また、割型にねし山を形成しておけば転造ねじが得られ
、割型内面に各種凹凸加工を施すことによってこれら模
様を有する転造模様のFRP棒状体が得られるのである
。
更にまた、棒状体の軸芯部に中空部を形成させたい場合
には短尺状プリプレグを積み重ねる際にアンビル棒を狭
むよう積み重ねたのち加圧成形後このアンビルを引抜け
ば中空部を有するFRP棒が得られる。
この際、このアンビルをねじ山の施したアンビルとする
ことで、成形加工後にこのアンビルを回転させながら抜
きとれば軸芯にめねじを有する棒状体が得られるなど種
々の展開が可能である。
本発明における成形金型の加圧加熱条件は、好ましくは
15 ksr/cj 〜80 kg/cj、 100〜
150℃の条件、特に好ましくは40〜50 kg/c
a、120℃±5℃である。
以上は、本発明のFRP棒を品質面、機能面から説明し
てきたが、今度は生産技術、製品の合理化生産と云う観
点から説明を加えると、先ず、本発明の方法は、原料か
ら製品までの一貫生産方式でないので少量多品種の受注
生産に好適し、常温保管のきくプリプレグを注文に応じ
て短尺載断すればよいので生産が自在であり、プリプレ
グのロスがない。成形型は大がかりでなく、この成形型
のみを必要数増加するだけで生産を効率よく稼動するこ
とができる。
また強化繊維のヤーンクロス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のである。
ここで本発明に用いる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ちのヤーンクロスを載断した耳糸
部、ヤーンクロスを載断して積極的にヤーンテープを造
ったものなどいづれの方法で得られたものでもかまわな
い。
また、このヤーンテープに使用される繊維としてはガラ
ス繊維が安価で経済面での実用性が高いが、この他アラ
ミド繊維、炭素繊維などの引張弾性率6000kg/−
以上、引張強度100kg/−以上のプラスチック補強
用繊維であればいずれを用いてもかまわない。
熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂が最も好適であるが
、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂その他
の熱硬化性樹脂を用いてもかまわない。
また、本発明におけるヤーンテープをほつれ防止のため
に端糸にからみ糸を設けたり樹脂コーティングするのは
、ヤーンテープをフィラメントワインディングマシンに
より綾巻きする際に、レヂ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
ープに付着したま\ワインディングされ成形されるため
、テープの繊維糸状には、連結されていないこれらの繊
維くず部分は強化プラスチックの物性を劣化させ、ねじ
切り工程の際ねし山くずれを生じる原因となるからであ
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ため装置運転中、常に繊
維くずを除去して樹脂の粘度管理を行なわなければなら
ず終業時にはレジンバス内の樹脂を除去しておかないと
粘度が上って翌日に装置を再使用することができなかっ
た。
その改善策として発明されたのが本発明方法におけるほ
つれ防止を施したガラスヤーンテープの採用である。こ
のことによって粘度管理は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とも翌日運転再開時にそのま
一再使用できるようになった。ここで本発明に用いるほ
つれ防止のため樹脂コーティングされたガラスヤーンテ
ープとは、例えば特開昭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命中をポリエ
ステル樹脂でほつれ防止を施した後任意中に切断してテ
ープ状としたものなどのヤーンテープであり、例えばガ
ラス繊維の場合、ポリエステル樹脂又はエチレン酢酸ビ
ニル共重合体が樹脂コーティング部の織布に対し10重
景%以下、好ましくは5重量%以下が適当でありこれら
のコーティング樹脂は成形に用いる前記熱硬化性樹脂と
のなじみ性、接着性良好で、成形棒の物性を劣化させな
いものでなければならない。
実施態様
以下図面に従って本発明の実施態様を詳述する。
第1図は本発明の方法によるプラスチックの製造方法を
示す斜視図であり、先ず、ほつれ防止されたヤーンテー
プ1をテープボビン2から必要本数引き出し櫛形ガイド
3を経て引きそろえ、レチンバス4内で熱硬化性樹脂を
含浸させる。この際ヤーンテープが樹脂液に完全に浸漬
され、テープ内の気泡が脱泡されるようテープ押えロー
ラー5でテープを浸漬させる。樹脂含浸したヤーンテー
プは並列した状態で綾振り装置7で任意角度、好ましく
は60〜87.5℃、となしマンドレル6に往復を繰返
し巻きとる。
綾振り装置7、櫛歯ガイド等はヤーンテープの種類、寸
法、本数に応じて櫛歯の数、形状寸法、間隔が任意に設
定されるほか、各ヤーンテープに適当な張力を持たせる
役目もあり、ヤーンテープを損傷させないガイドとしな
ければならない。
第2図はヤーンテープがマンドレルに巻きとられた状態
を示すもので行きのテープ(綾角度θ)と帰りのテープ
(絞角度θ′)とは逆方向に綾を形成し、各テープは互
いに重なりあっている。
第3図はアンビルに綾巻きされたヤーンテープからなる
プリプレグをマンドレル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9
を得る方法を示すものである。この際、巻き厚みはマン
ドレルの直径により異なるが、切開してシート状プリプ
レグと成した時に、シワが発生しない厚みとして通常3
〜10鰭厚さが適当である。
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
を示すものであり、このように任意角度で重ね合せ、綾
配交された樹脂含浸ヤーンテープ群からなるプリプレグ
を第5図に示す如く細巾のテープ状に載断し、成形用筒
状割型内に積み重ねて、加熱加圧することによってFR
P棒状体を得るのである。
また、第6図の如く金型より使い細巾のテープ状にカッ
トしたプリプレグをポジティブ型の金型で加圧プレスす
れば綾をふられたテープが均一に流動し円周方向にガラ
ス繊維がまき込まれた棒を作成する事が出来る。また、
金型の径が大きい場合は第7図のようにプリプレグをす
し巻き状にして理想の形態を形づくる事ができる。
実施例1
エアジェツト織機で織られたガラスセンイクロスの端部
(ほつれ止めの先部)より12m■はいった所をポリエ
ステルコーティング(コーティング部で基布に対し5%
重量になるように)し、この部分を超硬カッターで切断
し、幅12taのガラスセンイのヤーンクロステープを
得た。
このテープを5本川そろえ、エポキシ樹脂(AER33
1・・・・旭化成工業[) 100部、酸無水物(HN
2000・・・・日立化成)80部及び促進剤としてA
TC−3(ACI・・・・ジャパン)2部をよく混合し
た樹脂液中を通し、樹脂液をヤーンクロステープに含浸
し、ついで6cm幅に綾を振りながら直径92cmのド
ラムに幅1.5 mに巻き取った(綾角度は85°であ
った)、ついでこれをドラムの軸方向に切断し開いてシ
ート状とし20℃の室温に1週間放置した。これをプリ
プレグAと呼ぶ。得られたプリプレグAから幅2.0c
m長さ108備のプリプレグテープをカッターナイフで
テープの巻取り方向に切り出し、これを、長さが110
8a、巾2、5cmの第6図の如き、120℃に加熱し
た金型の中ヘチャージし、樹脂が少しあふれるまで最初
軽く′加圧し樹脂が粘って来た時点で30 tonの圧
力を加え金型内で1時間かけて硬化させ金型より取り出
した後120℃3時間、その後150℃5時間ポストキ
ュアを実施し長さ10BcIII幅2.5cmの六角棒
を得た。
なお金型のクリアランスは0.05龍であった。この棒
より長さ20cm直径22鶴、及び長さ20cm直径1
8鶴の棒を旋盤にツールボックスグライダ−をつけてけ
ずり出し、ついでセンタレス加工により直径19.8m
m、及び直径15 、8 amの棒を得、これよりダイ
ス加工によりM2Oのボルトを作成した。
このボルトの引張強度およびトルク強度を、M2Oの厚
み20龍の鉄ナツトを使用して測定した所次の表の値を
得た。
実施例2
実施例1と同様にプリプレグAを作成しこのプリプレグ
Aをテープの巻取り方向に幅25cmにカットしこれを
巻ずしを作る要領ですし巻きにして、実施例1と同じ金
型で同一成型条件でプレス成型を実施した。
得られた六角棒より実施例1と同様にしてM2Oのボル
トを作成し、引張トルク強度試験を実施した。結果を次
表に示す。
(M2O厚み20鶴の鉄ナツトを使用して測定)これに
対しプリプレグAを用い50cn角の金型で成形条件は
同一とし厚み22鶴の50cm角の板を作成しこれより
22鶴角の角棒を切り出し実施例1と同様にこれより1
9.8M直径の丸棒を作成しダイス加工によりM2Oの
ネジを作成し、引張強度トルク強度を測定した。この結
果を次に示す。
(M2O厚み20nの鉄ナツトを使用して測定)実施例
3
実施例1と同様に作成したプリプレグAを用い、これを
2cI11幅、長さ60cmに載断し長さ60an。
直径22鶴の第5図(5C)のような金型を用いて実施
例1と同じ成形条件でプレス成形を実施し丸棒を作成し
た、金型のパーティングラインに生じるパリをサンダー
で落して得られた棒をセンタレス加工により19.8φ
の真円の丸棒としこれにダイスによりねし加工をほどこ
しM2Oのボルトを作成した、これをM20、厚み20
*■の鉄ナツトを利用して引張強度、トルク強度を測定
した、結果を以下に示す。
以上のようにして得られたFRP棒状体は、その基材で
あるプリプレグが製織されたヤーンテープの場合ヤーン
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#II巻きによって生じる更に2つの交叉繊維
群とで繊維強化されて、これらは重ね配しており、成形
された棒状体は軸方向にも円周方向にも繊維強化される
ことになり、強度の優れた棒状体が得られるのである。
次に、本発明方法によるFRP棒状体からボルトねし製
品を得た場合の特徴について倒起してみることにす為。
先ず、成形用筒状割型の寸法、形状は得ようとするボル
トの太さによって任意に設計すればよいが、ねじ切り加
工時の快削性を推持するにはボルト直径〜ボルト直径よ
りわずかに太い程度の円筒成形割型が効率的である。又
、この中に充填するテープ状プリプレグの量は加圧成形
時の筒状割型の体積と略同等又はそれ以上になるよう設
計すればよい。又、テープの巾寸法は成形型断面と略同
形になるよう積み重ねられる断面形状に切断すればよく
、テープ中をわずかに細巾として過積み加圧すれば、綾
巻きされているテープは樹脂の流動性により中方向に自
由に伸縮して成形型になじみ、密実に充填される。
また、金型面に接するプリプレグは金型断面より巾を広
目に、中心部は狭くとればガラス繊維はうまく巻き込ま
れる。
12巻きによるプリプレグは、綾角度によってπなるが
、互いに直交するテープ群が平行に近ずくにつれ巾方向
の伸びは大きくなりなじみ成形性が良くなる。
このようなFRP成形棒からねじ切り加工を施したボル
トは、ねじむく部分からねし白方向に対し繊維強化され
、ねじ山部分の樹脂は、これら配交繊維群によって強固
に拘束されているため、ねじ山剪断強度の優れたボルト
となり、かつトルク強度にすぐれたボルトが得られる。
この際、線中切断したプリプレグの巾寸法は、ボルトの
太さによって異なるが少なくともねじ山高さの2倍以上
で略々ボルト直径の2倍以下の巾寸法が好ましくテープ
中がねし山高さより細巾になれば、ねじ切り加工時に軸
方向の強化繊維が全て切断され、ねじ山強度は著しく劣
化する。又、ボルト直径より2倍以上の大巾寸法とした
場合は、成形型内で折れ曲ることになり、成形型内で複
雑に折れ重なり、充分な強度を発揮しない。
但し、本発明ではこれらテープ中について特に制限する
ものではなく、使用目的及び、得ようとするFRP成形
棒の寸法、形状に応じて任意に設計すればよい。又、本
発明のFRP棒状体から雌ねじナツト製品を得る場合に
ついて例記すると、例えば筒状成形割型を断面6角形と
し、前記同要領で得られた6角棒の軸芯を穿孔してタッ
プドリルなど通常の方法でねし孔加工を施せば前記ボル
トと同様にねし出せん断強度の優れた雌ねじナツトが得
られ、又、成形時に軸芯に任意太さのアノビルを入れて
おき、成形後に、この棒状アンビルを抜きとれば中空の
FRP棒状体が得られるので、この方法を採用すれば穿
孔工程が省略できる。
更にまた、このアンビルを例えば木、竹、樹脂、アルミ
ニウムなどの切削容易な材質を用いることにより、成形
後にアンビルを抜きとらずに、そのままでねじ切り加工
を施すことができる。
このアンビルを例えばねじ切りの施された金属ボルトを
用い、離形剤を塗布して、成形加工後のFRP棒状体か
ら前記アンビル用金属ボルトを、螺旋回転しながら抜き
取ることにより軸芯に雌ねじを有するFRP棒状体が得
られ、これを任意長さに切断すれば6角ナツトが出来る
のである。
この方法による雌ねじ製品は、出物によるねじ切り加工
を施さないためねじ山部分での繊維切れがなく、ねじ山
強度のすぐれた雌ねじ製品が得られるのである。
以上は雄ねじボルト製品、雌ねじナツト製品について例
記したが、本発明のFRP棒状体の製造方法によれば、
この他、種々の製品加工が容易に手軽るに可能であり、
強度の優れた棒状体を効率よく少量多品質生産できるよ
うになった。
4、図面の簡単な説明
図面はいずれも本発明の実施に関連し、第1図はヤーン
テープのマンドレルに巻き工程を表わし、第2図はマン
ドレルにヤーンテープが巻かれた状態図であり、第3図
は第2図で示されたプリプレグ切開状態図であり、第4
図はプリプレグのヤーンテープの配交状態を示し、第5
図(5a、 5 b。
5C)、第6図及び第7図は割形内のプリプレグ載断片
の積層状態を示す。図面の番号は以下の通りである。
1:ほつれ防止の施されたガラスヤーンテープ2:テー
プボビン
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
01行きのテープ角
θ′:帰りのテープ角度
IO:細巾のテープ状プリプレグ
】1:筒状成形割型
12:芯材(アンビル)
特許出願人 旭化成工業株式会社
第1図The drawings are all related to the implementation of the present invention; FIG. 1 shows the process of winding the yarn tape around the mandrel, FIG. 2 shows the yarn tape being wound around the mandrel, and FIG. FIG.
The figure shows the alignment state of Silipreg yarn tape.
Figures (5a, sb, sc) show the stacked state of the prepreg-mounted pieces within the split shape. The drawing numbers are as follows. 1: Glass yarn tape with fray prevention 2: Tape grill 3: Comb-shaped tape guy V 4: Reden bath (resin dipping tank) 5: Tape presser roller 6: Mandrel 7: Twill swing! (Trailing arm) 8: Incision site 9: Tape angle θ′ for sheet prepreg 02: Tape angle for return 10: Thin tape-shaped silicon preg 11: Cylindrical molding split mold 12: Core material (anvil) Patent application Person Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. Figure 2 Figure 3 Figure 5 (5o) (5b) Procedural amendment (voluntary) April 1, 1985 1 Mr. Manabu Shiga, Commissioner of the Patent Office 2
1. Indication of the incident 1985 patent application No. 38779 2.
Name of the invention: Method for manufacturing FRP rod-shaped body 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant: 1-2-6-4 Dojimahama, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture, Full text of the symmetrical specification of the amendment 1 Drawing (2) Drawing No. Figure 1 is corrected as attached. Description, title of the invention, method for producing an FRP rod-shaped body, claims, a step of winding a fray-prevented yarn tape around a cylindrical mandrel a predetermined number of times using a filament winding method, and a process during or after this winding step. A step of impregnating a thermosetting resin before or after, a step of cutting the uncured prepreg cross-wound into a cylinder in the axial direction of the mandrel, and cutting the cut sheet-like prepreg to a desired width as necessary. A method for producing a rod-shaped fiber-reinforced plastic body, which comprises the steps of cutting into a tape shape and heating and pressurizing it in a molding die. 1. Detailed Description of the Invention Field of Industrial Application The present invention relates to a method for manufacturing a fiber-reinforced plastic rod. More specifically, regarding a method for manufacturing high-strength FRP bolts and nuts at low cost and in a rational manner, the FRP rod-shaped method solves the problem of how to efficiently manufacture the starting material, the FRP rod before thread cutting, with high quality the first time. The present invention provides a method for manufacturing a body. Conventional technology Conventionally, FR before thread cutting used for FRP bolts, etc.
The easiest and most commonly used method for producing P rod-shaped bodies is F, which is formed by stacking multiple sheets of resin-impregnated yarn cloth to a desired thickness, and then heating and press-molding this.
There is a method of cutting an RP board into a prismatic shape, cutting it into a round bar, etc., and then threading it. As the most efficient method, there is also a method for manufacturing a rod-shaped body in which resin-impregnated rovings of arbitrary thickness are drawn into a molding cylinder and continuously pulled out. Also known is a so-called pultrusion method in which a plurality of yarn tapes are drawn into a cylindrical mold and cured. Problems to be Solved by the Invention However, in the method using yarn cloth, yarn cloth is used as the reinforcing fiber, so although the tensile strength is quite satisfactory, the torque strength is low, and it is very expensive to commercialize. is being prevented. In the method using roving, when a bolt is threaded from a round bar, the fibers in the threaded portion are cut, and an improvement in terms of strength is awaited. The pultrusion molding method from yarn tape has stronger torque reinforcement than the press molding method, but has the disadvantage of lower tensile strength. Thus, in the present invention, when an FRP rod-shaped body is threaded to form a bolt, in terms of quality, similar to the bolt cut from an FRP molded plate made of yarn cloth, the reinforcing fibers are We provide extremely strong bolts that are aligned both in the thread axis direction and in the thread white direction. It is an object of the present invention to provide an efficient production form that is most suitable for the production form, and a manufacturing method that is inexpensive and can be produced in a single delivery period. A process of cross-winding the yarn tape onto a cylindrical mandrel a predetermined number of times using a filament winding method, a process of impregnating a thermosetting resin during, before, or after this winding process; A process of cutting the cross-wound uncured prepreg in the axial direction of the mandrel, and cutting the cut sheet prepreg into tapes of arbitrary width if necessary, stacking them in a molding die and heating them under pressure. The method of manufacturing a fiber-reinforced plastic rod-like body consists of the following steps.The manufacturing steps of the present invention will be explained step by step below.First, the yarn tape cross-winding step using the filament winding method will be described.As a conventionally known example. , for example, Special Publication No. 54-35231, No. 54-30422.
As shown in the above issue, the prepreg obtained by cross-winding a simple glass roving around a cylindrical mandrel using the filament winding method is cut in the axial direction of the mandrel, and the obtained prepreg sheets are stacked and molded under heat and pressure. There is a method to obtain a molded plate. However, the plate formed by this method has strong strength in the circumferential direction because the rovings are oriented in the circumferential direction of the mandrel;
Since the rovings were not oriented in the axial direction of the mandrel, the strength of the fibers arranged parallel to each other was only the resin, and the transverse strength was insufficient compared to the yarn cloth molded plate. To this end, methods have been proposed in which chopped strands are sandwiched between roving layers, or continuous fibers are sandwiched in a swirl shape to increase the lateral strength. On the other hand, since the prepreg of the present invention is woven in units of tape, the fibers are connected to each other, and since these yarn tapes are cross-wound, it can achieve strength equal to or higher than that of yarn cloth. . In addition, this yarn tape has end threads or resin coating to prevent it from fraying, so it can be used with tape presser rollers in the resin bath before being wrapped around a cylindrical anvil, and with comb teeth to align the tape at arbitrary intervals. There is no fuzzing, fraying, or shedding of fibers in the yarn tape due to rubbing, rubbing, twisting, etc. with a guide or traverse arm, and the undamaged yarn tape is traverse-wound, resulting in a prepreg of good quality. Next, the prepreg is cut in a short length.As mentioned above, the conventional method is to cut the prepreg in which the roving is cross-wound around a predetermined cylindrical mandrel into sheets, and then change the fiber direction. After stacking them to a desired thickness, they are molded in a mold to make, for example, a board, a boat, a bathtub case, or the like. However, in order to obtain a rod-shaped body, the present inventor has developed an extremely simple method in which the prepreg in an uncured state is cut into a tape shape of a desired width using dressmaking scissors, etc., and then loaded into a rod-shaped mold. can be used. In general, molded (hardened) FRP is difficult to process as it wears out the parts so much that it cannot be cut without using special tools, but prepreg in an unhardened state before molding is bendable. In addition, it can be easily cut with a cutter knife, dressmaking scissors, etc. At this stage, it is cut to any size according to the mold, and the cut design capacity of prepreg is filled and molded, which greatly reduces the FRP molding process. This can be greatly improved. Furthermore, the most characteristic feature of the present invention is that the prepreg cut into the short shapes (tape-like long prepreg) is molded into an FRP rod-shaped body using a cylindrical molding split mold. Although it is common practice to use a pair of male and female molds in molding methods using prepregs made from yarn cloth or roving, this method is not suitable for molding rod-shaped objects. method has not yet been adopted. Moreover, even if it were adopted, there is no way that it would be of good quality. This is because conventional prepreg is a sheet-like yarn cloth with reinforcing fibers, and even if it is cut into thin strips and stacked, it will not flow and remain as it is.
It was impossible to obtain a molded product in which the glass fibers were uniformly filled throughout the mold by simply squeezing out the resin under pressure. In contrast, in the prepreg of the present invention, the woven yarn tape is laminated with a twill of 60 to 87.5%, so when press molding, the resin and glass fibers do not flow in the winding direction, but in the axial direction of the mandrel. (in the direction perpendicular to the winding), the glass fiber and resin flow sufficiently uniformly with a charge area of 100 to 50% of the mold, especially when using a positive mold (Figure 6), the molding material flows into the mold. This creates a structure in which the glass fibers are wound around the cross section of the rod in the circumferential direction, making it possible to produce a formed rod with tensile strength comparable to that of a rod cut from a molded plate, and with nearly double the torque strength. becomes. The FRP rod-shaped body formed in this way has reinforcing fibers arranged in both the vertical and horizontal directions, similar to a yarn cloth molded plate, resulting in a strong rod-shaped body. In this method, a prepreg using the yarn tape of the present invention is appropriately cut into band shapes, and is pressurized and heated in a cylindrical split mold or a positive mold to form an FRP rod-shaped body. In addition to rods and square rods, since the prepreg spreads freely and uniformly in the direction perpendicular to the rod direction, it is possible to obtain FRP rods with arbitrary irregular cross-sections such as polygons, L-shapes, and C-shapes. Further, when the diameter of the rod-shaped body is large, the prepreg may be cut to the appropriate diameter size, and in some cases, the prepreg may be used in a so-called sushi-wound shape without being cut. Further, by forming threads on the split mold, a rolled screw can be obtained, and by applying various types of uneven processing to the inner surface of the split mold, an FRP rod-shaped body with a rolled pattern having these patterns can be obtained. Furthermore, if you want to form a hollow part in the shaft core of the rod-shaped body, you can stack the anvil rods so that they become narrow when stacking the short prepregs, and then pull out the anvils after pressure molding to form an FRP rod with a hollow part. is obtained. At this time, by using a threaded anvil as the anvil, various developments are possible, such as by removing the anvil while rotating it after the molding process, to obtain a rod-shaped body with a female thread in the shaft core. The pressurizing and heating conditions of the molding die in the present invention are preferably 15 ksr/cj to 80 kg/cj, 100 to 80 kg/cj.
150°C condition, particularly preferably 40-50 kg/c
a, 120°C ± 5°C. Above, we have explained the FRP rod of the present invention from the aspects of quality and functionality, but now we will add an explanation from the perspective of production technology and rational production of products. First, the method of the present invention covers everything from raw materials to products. Since it is not an integrated production system, it is suitable for making small quantities of a wide variety of products to order.The prepreg, which can be stored at room temperature, can be cut into short lengths according to the order, so production is flexible and there is no loss of prepreg. The mold is not large-scale, and production can be carried out efficiently by simply increasing the required number of molds. Furthermore, the manufacturing cost of reinforcing fiber yarn cloth can be dramatically reduced by using, for example, a double-sided cutting tape for yarn cloth, which has conventionally been disposed of. The yarn tape used in the present invention can be obtained by any method, such as a selvedge part made by cutting a yarn cloth that has been woven as a yarn tape from the beginning, or a yarn tape made by cutting a yarn cloth. It doesn't matter if it's given to you. In addition, glass fiber is inexpensive and economically practical as the fiber used for this yarn tape, but other fibers such as aramid fiber and carbon fiber have a tensile modulus of 6000 kg/-.
As mentioned above, any plastic reinforcing fiber having a tensile strength of 100 kg/- or more may be used. Epoxy resin is most suitable as the thermosetting resin, but unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, and other thermosetting resins may also be used. Furthermore, in order to prevent the yarn tape from fraying in the present invention, the end yarns are provided with entanglement threads or resin coated, so that when the yarn tape is cross-wound using a filament winding machine, the tape pressing roller in the resin bath or the comb-toothed The glass yarn tape becomes fuzzed, frayed, and fibers fall off due to rubbing, twisting, and straining caused by guides and traversing arms, and these fibers adhere to the resin-impregnated tape as it is wound and formed, resulting in the tape's fiber thread-like appearance. This is because these unconnected fiber waste portions deteriorate the physical properties of the reinforced plastic and cause the threads to collapse during the thread cutting process. Another problem with the manufacturing process is that these fiber wastes increase the viscosity of the resin in the resin bath, so during equipment operation, fiber waste must be constantly removed to control the resin viscosity, and at the end of the day, the resin in the resin bath must be removed. Otherwise, the viscosity would increase and the device could not be reused the next day. As an improvement measure, the method of the present invention employs a glass yarn tape with fray prevention. This greatly improved viscosity control, and the resin in the resin bath could now be reused the next day when operations resumed, without having to remove it at the end of the day. Here, the glass yarn tape coated with resin to prevent fraying used in the present invention refers to the tufted portion of glass fabric or the cut portion of cut glass cloth, as disclosed in JP-A-59-15563, for example. Yarn tapes include tapes made by heating and melting polyester resin and impregnating them to prevent fraying, and yarn tapes made by applying polyester resin to prevent fraying from glass fabrics and then cutting them into tapes at any time. In this case, it is appropriate that the polyester resin or ethylene-vinyl acetate copolymer be present in an amount of 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, based on the woven fabric in the resin coating part, and these coating resins are mixed with the thermosetting resin used for molding. It must have good compatibility and adhesion, and must not deteriorate the physical properties of the molded rod. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail according to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a method of manufacturing plastic according to the method of the present invention. First, a necessary number of fray-prevented yarn tapes 1 are pulled out from a tape bobbin 2, passed through a comb-shaped guide 3, and then heated in a retin bath 4. Impregnate with curable resin. At this time, the tape is immersed by a tape pressing roller 5 so that the yarn tape is completely immersed in the resin liquid and air bubbles in the tape are defoamed. The resin-impregnated yarn tapes are wound in parallel on a traverse mandrel 6 at an arbitrary angle, preferably 60 to 87.5° C., by a traversing device 7 in a reciprocating manner. The traversing device 7, comb tooth guide, etc. have the number, shape, and spacing of the comb teeth set arbitrarily according to the type, size, and number of yarn tapes, and also serve to provide appropriate tension to each yarn tape. It must be a guide that does not damage the yarn tape. Figure 2 shows the state in which the yarn tape is wound around a mandrel. The forward tape (travel angle θ) and the return tape (travel angle θ') form a twill in the opposite direction, and each tape is mutually They overlap. Figure 3 shows the incision site 8 along the axial direction of the mandrel 6 through the prepreg made of yarn tape that is cross-wound around the anvil.
cut out with a cutter knife etc. to make sheet prepreg 9
This shows how to obtain . At this time, the winding thickness varies depending on the diameter of the mandrel, but the thickness is usually 3.5 mm, which does not cause wrinkles when cut and formed into a sheet prepreg.
~10 fin thickness is appropriate. Figure 4 shows the arrangement of the yarn tapes in the sheet-like prepreg, and the prepreg, which is made up of a group of resin-impregnated yarn tapes stacked at arbitrary angles and twilled, is thinned as shown in Figure 5. FR is made by cutting into wide tape shapes, stacking them in a cylindrical split mold, and heating and pressurizing them.
A P rod-shaped body is obtained. Also, as shown in Figure 6, if the prepreg cut into a thin tape shape from a mold is pressed under pressure with a positive mold, the twilled tape will flow uniformly and the glass fibers will flow in the circumferential direction. You can create a rolled stick. Also,
If the diameter of the mold is large, the ideal shape can be obtained by rolling the prepreg into a sushi roll as shown in Figure 7. Example 1 A polyester coating was applied to the area 12 m beyond the end (tip of the fray preventer) of glass fiber cloth woven on an air jet loom (5% of the base fabric in the coating area).
This portion was cut with a carbide cutter to obtain a glass fiber yarn cloth tape with a width of 12 ta. Align five of these tapes and use epoxy resin (AER33
1... Asahi Kasei Kogyo [) 100 parts, acid anhydride (HN
2000...Hitachi Chemical) 80 parts and A as an accelerator
Pass 2 parts of TC-3 (ACI...Japan) through a well-mixed resin solution, impregnate the yarn cloth tape with the resin solution, and then apply it to a 92 cm diameter drum with a width of 1.5 cm while shaking the yarn cloth tape to a width of 6 cm. The film was wound up to a length of 1.5 m (the winding angle was 85°), then cut in the axial direction of the drum, opened to form a sheet, and left at a room temperature of 20° C. for one week. This is called prepreg A. Width 2.0c from the obtained prepreg A
A prepreg tape with a length of 108 m is cut out in the winding direction of the tape using a cutter knife, and this is cut into a prepreg tape with a length of 110 m.
8a, width 2.5 cm, as shown in Figure 6, was charged into a mold heated to 120°C, and pressure was applied lightly at first until the resin overflowed a little, and when the resin became sticky, a pressure of 30 tons was applied and the mold was heated to 120°C. After curing in the mold for 1 hour and taking out from the mold, post-curing was performed at 120° C. for 3 hours and then at 150° C. for 5 hours to obtain a hexagonal bar with a length of 10 BcIII and a width of 2.5 cm. The clearance for the money type was 0.05 dragon. From this stick, there are 22 cranes with a length of 20 cm and a diameter of 1.
8 Crane rods were cut out using a toolbox glider on a lathe, and then centerless machined to a diameter of 19.8m.
A rod with a diameter of 15.8 am and a diameter of 15.8 am was obtained, and an M2O bolt was made from the rod by die processing. The tensile strength and torque strength of this bolt were measured using an M2O iron nut with a thickness of 20 mm, and the values shown in the following table were obtained. Example 2 Prepare prepreg A in the same manner as in Example 1, cut this prepreg A to a width of 25 cm in the tape winding direction, roll it in the same way as making maki sushi, and use the same mold as in Example 1. Press molding was carried out under the same molding conditions. An M2O bolt was made from the obtained hexagonal bar in the same manner as in Example 1, and a tensile torque strength test was conducted. The results are shown in the table below. (Measured using an M2O iron nut with a thickness of 20 cm) On the other hand, using prepreg A and a 50 cm square mold under the same molding conditions, a 50 cm square plate with a thickness of 22 cm was made. Cut out a rod and use it as in Example 1.
A round bar with a diameter of 9.8M was prepared, an M2O screw was formed by die processing, and the tensile strength and torque strength were measured. The results are shown below. (Measured using an M2O iron nut with a thickness of 20 nm) Example 3 Using prepreg A prepared in the same manner as in Example 1, it was cut into a 2cI11 width and 60cm length to a length of 60an. Using a mold with a diameter of 22 mm as shown in Figure 5 (5C), press molding was performed under the same molding conditions as in Example 1 to create a round bar. The obtained rod was processed into a diameter of 19.8φ by centerless processing.
I made a perfect round bar and threaded it with a die to create an M2O bolt.This was M20, thickness 20
The tensile strength and torque strength were measured using the *■ iron nut, and the results are shown below. In the case of a yarn tape in which the prepreg as the base material is woven, the FRP rod-shaped body obtained as described above has two fiber groups orthogonal to each other that constitute the yarn tape itself.
It is further fiber-reinforced with two groups of crossed fibers produced by #II winding of the tape, and these are arranged in layers, so that the formed rod-shaped body is fiber-reinforced both in the axial direction and the circumferential direction. , a rod-shaped body with excellent strength can be obtained. Next, we will discuss the characteristics of a bolted product obtained from an FRP rod-shaped body by the method of the present invention. First, the dimensions and shape of the cylindrical split mold for forming can be arbitrarily designed depending on the thickness of the bolt to be obtained, but in order to maintain free machinability during thread cutting, the size and shape of the cylindrical split mold for forming may be arbitrarily designed. A split cylindrical mold with a diameter of about 100 mm is efficient. Further, the amount of tape-shaped prepreg filled therein may be designed to be approximately equal to or larger than the volume of the cylindrical split mold during pressure molding. In addition, the width of the tape can be cut into a cross-sectional shape that can be stacked so that it has approximately the same shape as the cross-section of the mold, and if the tape is made slightly narrower and overloaded and pressurized, the cross-wound tape will be made of resin. Due to its fluidity, it freely expands and contracts in the middle direction, fits into the mold, and is densely filled. In addition, if the prepreg in contact with the mold surface is made wider than the cross section of the mold, and narrow in the center, the glass fibers will be rolled up well. The prepreg formed by 12 wraps has a length of π depending on the winding angle, but as the mutually orthogonal tape groups become more parallel, the widthwise elongation increases and conformability improves formability. Bolts that are threaded from such FRP molded rods are reinforced with fibers from the threaded part in the direction of the thread, and the resin in the threaded part is firmly constrained by these interwoven fiber groups. A bolt with excellent thread shear strength and torque strength can be obtained. At this time, the width of the prepreg cut along the line varies depending on the thickness of the bolt, but it is preferable that the width of the prepreg is at least twice the thread height and approximately twice the bolt diameter. If the width becomes too large, all the reinforcing fibers in the axial direction will be cut during thread cutting, and the thread strength will significantly deteriorate. If the width is twice or more than the diameter of the bolt, it will bend in the mold, and will not exhibit sufficient strength as it will fold over and over again in a complicated manner. However, in the present invention, these tapes are not particularly limited, and may be arbitrarily designed depending on the purpose of use and the size and shape of the FRP molded rod to be obtained. Further, to give an example of a case where a female screw nut product is obtained from the FRP rod-shaped body of the present invention, for example, a cylindrical split mold is made into a hexagonal cross section, and the axis of the hexagonal rod obtained in the same manner as described above is punched and tapped. If you drill a hole using a normal method such as a drill, you can obtain a female threaded nut with excellent shear strength similar to the bolt described above.Also, you can insert an annobil of any thickness into the shaft core during molding. If this rod-shaped anvil is later removed, a hollow FRP rod-shaped body can be obtained, so if this method is adopted, the drilling step can be omitted. Furthermore, by using a material that is easy to cut, such as wood, bamboo, resin, or aluminum, for the anvil, thread cutting can be performed without removing the anvil after molding. For example, a threaded metal bolt is used as the anvil, a release agent is applied, and the anvil metal bolt is removed from the FRP rod-shaped body after the molding process while spirally rotating, thereby forming a female thread in the shaft core. An FRP rod-shaped body is obtained, and by cutting this to an arbitrary length, a hexagonal nut can be made. The internally threaded product produced by this method does not undergo thread cutting using extrusions, so there is no fiber breakage at the threaded portion, and a female threaded product with excellent thread strength can be obtained. The above has been described as an example of a male threaded bolt product and a female threaded nut product, but according to the method for manufacturing an FRP rod-shaped body of the present invention,
In addition, various product processing is possible easily and easily.
It has become possible to efficiently produce rod-shaped bodies with excellent strength in small quantities and with high quality. 4. Brief description of the drawings The drawings are all related to the implementation of the present invention; Fig. 1 shows the process of winding the yarn tape around the mandrel, and Fig. 2 shows the state in which the yarn tape is wound around the mandrel. FIG. 3 is a diagram showing the state of cutting the prepreg shown in FIG.
The figure shows the alignment state of the prepreg yarn tape.
Figures (5a, 5b, 5C), Figures 6 and 7 show the stacked state of the prepreg-mounted pieces within the split shape. The drawing numbers are as follows. 1: Glass yarn tape with fray prevention 2: Tape bobbin 3: Comb-shaped tape guide 4: Resin bath (resin soaking tank) 5: Tape presser roller 6: Mandrel 7: Traverse device (traverse arm) 8: Incision site 9: Tape angle θ' for sheet prepreg 01: Tape angle IO for return: Narrow tape prepreg] 1: Cylindrical molding split mold 12: Core material (anvil) Patent applicant Asahi Kasei Industries, Ltd. Figure 1
Claims (1)
をフイラメントワインデイング法により筒状マンドレル
に所定回数綾巻きを行なう工程と、この巻き工程中、あ
るいは、その前又は後に熱硬化性樹脂を含浸させる工程
と、このように筒状に綾巻きされた未硬化状態のプリプ
レグをマンドレルの軸方向に切開する工程と、切開した
シート状プリプレグを任意寸法巾のテープ状に載断し、
成形用割形内に積み重ね加圧加熱する工程からなる繊維
強化プラスチツク棒状体の製造方法。A step of cross-winding a resin-coated yarn tape around a cylindrical mandrel a predetermined number of times using a filament winding method to prevent fraying, and a step of impregnating a thermosetting resin during, before, or after this winding step; The steps include cutting the uncured prepreg cross-wound into a cylindrical shape in the axial direction of the mandrel, and cutting the cut sheet prepreg into a tape shape of an arbitrary width.
A method for manufacturing fiber-reinforced plastic rods, which comprises the steps of stacking them in a split mold for molding, applying pressure and heating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038779A JPS61199932A (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Manufacture of frp bar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038779A JPS61199932A (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Manufacture of frp bar |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199932A true JPS61199932A (en) | 1986-09-04 |
| JPH0578410B2 JPH0578410B2 (en) | 1993-10-28 |
Family
ID=12534775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60038779A Granted JPS61199932A (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Manufacture of frp bar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61199932A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073054A (en) * | 1991-04-15 | 1995-01-06 | Natl Sci Council | Thermoplastic polyurethane prepreg and method for producing the same |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP60038779A patent/JPS61199932A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073054A (en) * | 1991-04-15 | 1995-01-06 | Natl Sci Council | Thermoplastic polyurethane prepreg and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578410B2 (en) | 1993-10-28 |
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