JPS61199932A - Ｆｒｐ棒状体の製造方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

゛　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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。