JPS59136223A - Reinforcing base for fibrous reinforcing resin - Google Patents
Reinforcing base for fibrous reinforcing resinInfo
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- JPS59136223A JPS59136223A JP996383A JP996383A JPS59136223A JP S59136223 A JPS59136223 A JP S59136223A JP 996383 A JP996383 A JP 996383A JP 996383 A JP996383 A JP 996383A JP S59136223 A JPS59136223 A JP S59136223A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は繊維強化樹脂用補強基材に関し、さらに詳しく
は、パイプ状やリング状のM&紺強化樹脂を成形する場
合に特に好適な、樹脂の補強用基材に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a reinforcing base material for fiber-reinforced resins, and more particularly to a reinforcing base material for resins that is particularly suitable for molding pipe-shaped or ring-shaped M&dark blue reinforced resins.
パイプ状やリング状の繊維強化樹脂(以下、繊維強化樹
脂をFRPという)は、従来、マンドレルに補強lI′
雑のプリプレグシートを轡回し、加圧加熱して樹脂を硬
化させるか、またはマンドレルに補強繊維の織物を巻回
した後その織物に樹脂を含浸し、加圧加熱して樹脂を硬
化させることによって成形されている。しかしながら、
そのようにして成形されたFRPは、厚み方向には補強
!l維が全く存在していないので、居間強度、特に層間
剥離強度や層間剪断強度が低いという欠点があった。Conventionally, pipe-shaped or ring-shaped fiber-reinforced resins (hereinafter referred to as FRP) have been manufactured by reinforcing them on a mandrel.
By rolling a rough prepreg sheet and applying pressure and heat to harden the resin, or by winding a reinforcing fiber fabric around a mandrel, impregnating the fabric with resin, and applying pressure and heat to harden the resin. Molded. however,
The FRP molded in this way is reinforced in the thickness direction! Since there are no l fibers at all, there was a drawback that the living room strength, particularly the interlaminar peel strength and interlaminar shear strength, was low.
一方、実公昭47−37027号公報には、管状マンド
レルに補強繊維の織物や不織布を巻き付けてなる巻回体
に、織物や不織布を構成している補強繊維よりも大きな
強度を有する縫糸をマンドレルの接線方向に順次貫通さ
せ、次いで上記巻回体に樹脂を含浸し、さらに加圧加熱
して樹脂を硬化させてなるFRP管が記載されている。On the other hand, Japanese Utility Model Publication No. 47-37027 discloses that, in a wound body formed by winding reinforcing fiber woven or non-woven fabric around a tubular mandrel, sewing thread having a strength greater than the reinforcing fibers constituting the woven fabric or non-woven fabric is attached to the mandrel. An FRP tube is described in which the tube is sequentially penetrated in the tangential direction, the wound body is then impregnated with a resin, and the resin is cured by applying pressure and heating.
このFRP管は、全体としてみるとその厚み方向に縫糸
が存在しているので、縫糸を使用していないものにくら
べて層間強度は向上している。しかしながら、その向上
の程度は、はとんど問題にならないほど小さい。In this FRP pipe as a whole, since threads are present in the thickness direction, the interlayer strength is improved compared to a pipe that does not use threads. However, the degree of improvement is so small that it hardly matters.
すなわち、FRPは、補強繊維のII軸の方向には大き
な補強効果を有しているが、その効果は、繊維軸の方向
から離れる(繊維軸に対して角度をもつ)にしたがって
急激に低下するという、極めて異方性の大きな材料であ
る。つまり、上記のようなFRP管の層間強度を向上さ
せようとした場合、縫糸は管の半径方向に配置するのが
最も好ましいということになる。しかるに、上記従来の
FRP管は、縫糸をマンドレルの接線方向に貫通させる
ため、縫糸はFRP管の半径方向に対して大きな角度を
もつことになり、これでは縫糸の強度や弾性率といった
特性がほとんど発現されないので、層間強度の向上効果
が小さいのである。もつとも、縫糸を太くしたり、縫い
密度を高くすればそれに比例して層間強度は向上する。In other words, FRP has a large reinforcing effect in the direction of the II axis of the reinforcing fibers, but this effect rapidly decreases as it moves away from the fiber axis (at an angle to the fiber axis). It is a highly anisotropic material. In other words, when trying to improve the interlaminar strength of the FRP pipe as described above, it is most preferable to arrange the sewing thread in the radial direction of the pipe. However, in the above-mentioned conventional FRP pipe, the sewing thread passes through the mandrel in the tangential direction, so the sewing thread has a large angle with respect to the radial direction of the FRP pipe, and the properties such as strength and elastic modulus of the sewing thread are hardly affected. Therefore, the effect of improving interlaminar strength is small. However, if the sewing thread is made thicker or the sewing density is increased, the interlayer strength will increase in proportion.
しかしながら、そうすると、縫糸を貫通させる際に補強
繊維が切断されたり傷付けられたりして、こんどは管の
面方向の強度、つまり面内強度が低下し、結局全体とし
てみたFRP管の強度はそれほど高くならない。また、
太い縫糸を使用すると、その縫糸−によって補強繊維の
配列が乱されることによる面内強度の低下もある。However, in this case, the reinforcing fibers are cut or damaged when the suture is passed through, and the strength in the plane direction of the tube, that is, the in-plane strength, decreases, and the strength of the FRP tube as a whole is not so high. No. Also,
When a thick sewing thread is used, the arrangement of the reinforcing fibers is disturbed by the thread, resulting in a decrease in in-plane strength.
補強繊維の損傷は、細い縫糸を使゛用した場合でも起こ
りやすい。すなわち、縫糸をマンドレルの接線方向に順
次貫通させてゆくと、縫始め端では、縫合に使用した糸
長に等しい長さの縫糸が巻回体内を通過することになる
。した・4J<つで、縫始め端に近いほど、縫糸と、織
物や不織布を構成している補強ta紺との擦過が多くな
り、補強繊維が傷付けられやすい。Damage to reinforcing fibers is likely to occur even when using thin sewing threads. That is, when the sewing thread is passed through the mandrel in the tangential direction one after another, at the sewing start end, the thread having a length equal to the length of the thread used for sewing passes through the wound body.・4J<, the closer it is to the sewing start edge, the more the sewing thread rubs against the reinforcing ta navy blue that makes up the woven or non-woven fabric, and the reinforcing fibers are more likely to be damaged.
さらに、縫糸をマンドレルの接線方向に順次貫通させよ
うとすると、人手によらざるを得ないので、多くの手間
を要するばかりか、均一な力での縫合が難しく、肉厚が
不均一になったり、補強繊維の配列が乱れたりして信頼
性の高いFRPが得られないという欠点もある。Furthermore, if you try to pass the sewing thread sequentially in the tangential direction of the mandrel, you have to do it manually, which not only requires a lot of effort, but also makes it difficult to suture with uniform force, resulting in uneven wall thickness. However, there is also the drawback that the arrangement of the reinforcing fibers may be disordered, making it impossible to obtain a highly reliable FRP.
本発明の目的は、従来技術の上記欠点を解決し、機械的
強度、特に層間強度が高く、かつ信頼性の高いパイプ状
やリング状FRPを簡単に得ることができる補強基材を
提供するにある。The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and provide a reinforcing base material that has high mechanical strength, especially interlaminar strength, and can easily produce pipe-shaped or ring-shaped FRP with high reliability. be.
上記目的を達成するための本発明は、補強[1のシート
を巻回してなる中空の巻回体の厚み方向に縫糸を貫通さ
せ、その巻回体を縫合してなる補強基材であって、前記
縫糸はシートを構成している補強繊維よりも大きな破断
伸度を有する補強繊維からなり、かつその縫糸は前記巻
回体の面に垂直な方向に対して一15°〜+156の角
度で貫通していることを特徴とする繊維強化樹脂用補強
基材を特徴どするものである
本発明の補強基材の一実施例を説明するに、第1図(概
略斜視図)において、パイプ状の補強基材5は、補強繊
維の織物からなるシート1.2を重ね合わけ、渦巻状に
巻回してなる中空の巻回体4を有している。シート1を
構成している織物は、その経糸が補強基材5の長手方向
になるように配置され(したがって、緯糸は長手方向に
対して900の角度で配置されていることになる)、一
方シート2を構成している織物は、その経糸および緯糸
が上記長手方向に対してそれぞれ+45°、=45°の
方向になるように配置されている。上記織物1.2の巻
始め端と巻終り端は、これら両端部において補強基材5
に1.著しい凹凸を生ずることがないように、互に少し
づつずらされている。To achieve the above object, the present invention provides a reinforcing base material formed by passing a sewing thread in the thickness direction of a hollow wound body formed by winding a sheet of reinforcement [1] and sewing the wound body. , the sewing thread is made of reinforcing fibers having a greater elongation at break than the reinforcing fibers constituting the sheet, and the sewing thread is at an angle of -15° to +156 with respect to the direction perpendicular to the surface of the wound body. To explain one embodiment of the reinforcing base material of the present invention, which is a reinforcing base material for fiber-reinforced resin characterized by having a penetrating structure, in FIG. 1 (schematic perspective view), a pipe-shaped The reinforcing base material 5 has a hollow wound body 4 formed by stacking sheets 1.2 of woven reinforcing fibers and winding them in a spiral shape. The woven fabric constituting the sheet 1 is arranged so that its warp is in the longitudinal direction of the reinforcing base material 5 (therefore, the weft is arranged at an angle of 900 with respect to the longitudinal direction), while The woven fabric constituting the sheet 2 is arranged so that its warp and weft are oriented at +45° and =45° with respect to the longitudinal direction, respectively. The winding start end and winding end of the fabric 1.2 are formed by reinforcing base material 5 at both ends.
1. They are slightly offset from each other to avoid creating significant unevenness.
上記巻回体4には、縫糸3が、その巻回体4の内面から
外面へ、また外面から内面へと繰り返し貫通しながら巻
回体4の円周方向に延び、かつ補強基材5の長手方向に
おいて等ピッチで係合し、巻回体4を縫合している。A sewing thread 3 extends in the circumferential direction of the wound body 4 while repeatedly penetrating the wound body 4 from the inner surface to the outer surface and from the outer surface to the inner surface, and is attached to the reinforcing base material 5. They engage at equal pitches in the longitudinal direction to stitch together the wound body 4.
上記において、シートは織物に限らない。織物にB−ス
テージのエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸
してなる、いわゆる織物プリプレグを使用することもで
きる。すなわち、シートはプリプレグシートであっても
よい。また、゛プリプレグシートは、補強繊維の連続4
1i雑を一方向に互に並行かつシート状に引き揃えてな
る、いわゆる一方向性プリプレグであってもよい。In the above, the sheet is not limited to fabric. It is also possible to use a so-called textile prepreg, which is a textile fabric impregnated with a thermosetting resin such as a B-stage epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, or polyimide resin. That is, the sheet may be a prepreg sheet. In addition, the prepreg sheet is made of continuous reinforcing fibers.
It may be a so-called unidirectional prepreg made by aligning 1i miscellaneous materials in one direction in parallel to each other in a sheet shape.
シートを構成している補強繊維は、炭素繊維、ガラス1
iJi維、有機高弾性繊維(たとえば、ポリアラミド繊
維など)、シリコンカーバイド繊維等の高強度、高弾性
mHである。同一のシートについて異なる種類の補強m
uが使用されていてもよい。The reinforcing fibers that make up the sheet are carbon fiber, glass 1
High-strength, high-elastic mH fibers such as iJi fibers, organic high-elastic fibers (eg, polyaramid fibers, etc.), and silicon carbide fibers. Different types of reinforcement for the same sheet
u may also be used.
たとえば、炭素繊維とガラス繊維との混繊織物やそのプ
リプレグを使用することができる。上記補強繊維は、通
常、マルチフィラメントからなっている。そして、補強
繊維は、FRPを成形する際の樹脂の含浸性をよくする
ため、またFRP中における体積含有率を高くするため
、さらに巻回体を縫合する際の縫糸による切断や損傷を
防止するため、できるだけ撚数の少ないものであるのが
好ましい。特に、炭素繊維を使用する場合には、炭素繊
維は弾性率が極めて高く、かつ破断伸度が小さいため“
に曲げの力に対して弱いという特性があるから、実質的
に無撚であるのが好ましい。For example, a mixed fabric of carbon fiber and glass fiber or a prepreg thereof can be used. The reinforcing fibers are usually made of multifilaments. The reinforcing fibers are used to improve resin impregnation when molding FRP, to increase the volume content in FRP, and to prevent cutting and damage caused by sewing threads when sewing the wound body. Therefore, it is preferable that the number of twists be as small as possible. In particular, when using carbon fiber, carbon fiber has an extremely high modulus of elasticity and low elongation at break.
Since it has the characteristic of being weak against bending force, it is preferable that it is substantially untwisted.
シートとして織物またはそのプリプレグを使用する場合
、その織組織は、平組織、朱子組織、綾組織など、いず
れの織組織であってもよいが、特に厚肉のF’RPを成
形したい場合には、1枚当りの厚みが比較的厚く、また
目ずれ抵抗度が比較的小さいために、縫合時における補
強繊維の切断や損傷の心配が少ない朱子織物を使用する
のが好ましい。また、特公昭57−52221号公報に
記載されているような、実質的に屈曲を有しない真直ぐ
な補強繊維を互に略並行かつシート状に引き揃えてなる
2個の糸条群を補助繊維によって一体に織成した、いわ
ゆるノンクリンプ織物を使用すると、補強II 1ff
lが応力の集中する屈曲を有しないために、特に補強基
材の面内において補強繊維の特性が十分に発現され、面
内強度の高いFRPを得ることができるので好ましい。When using a woven fabric or its prepreg as a sheet, the woven structure may be any woven structure such as a plain weave, satin weave, or twill weave, but especially when it is desired to mold a thick F'RP, It is preferable to use satin fabric, which has a relatively thick thickness per sheet and a relatively low resistance to shearing, so there is less risk of cutting or damaging reinforcing fibers during sewing. In addition, as described in Japanese Patent Publication No. 57-52221, two groups of yarns made of straight reinforcing fibers with substantially no bends are drawn in a sheet shape approximately parallel to each other are used as auxiliary fibers. When using a so-called non-crimp fabric integrally woven by
Since l does not have bends where stress is concentrated, the characteristics of the reinforcing fibers are fully expressed, especially in the plane of the reinforcing base material, and an FRP with high in-plane strength can be obtained, which is preferable.
シートは、ただ1枚を渦巻状に巻回することであっても
よいし、第1図に示したように、複数枚のシートを重ね
合わせて巻回することであってもよい。渦巻状の巻回体
の上にさらに別の巻回体を形成することもできる。また
、巻回数は、成形したいFRPの厚みに応じて任意に選
べばよい。しかしながら、極端に厚くなると縫糸による
縫合が難しくなるので、厚みが40111m以下になる
ような巻回数にするのが好ましい。A single sheet may be wound in a spiral shape, or a plurality of sheets may be wound one on top of the other as shown in FIG. It is also possible to form further windings on top of the spiral winding. Further, the number of turns may be arbitrarily selected depending on the thickness of the FRP to be molded. However, if it becomes extremely thick, it becomes difficult to stitch with a sewing thread, so it is preferable to set the number of windings such that the thickness is 40111 m or less.
シートを重ね合わせて巻回する場合、各シートの補強i
l維がともに同一方向を向くように重ね合わせて巻回し
てもよいし、あるものについてはその補強繊維が補強基
材の長手方向を向くようにし、またあるものについては
長手方向に対しである角度をもつようにするなど、異な
る角度で重ね合わせて巻回してもよい。たとえば、第1
図に示した0°、±1!15°、90°の角度の組合せ
は、面内疑似等方性FRPを得る場合に好適である。ま
た、ねじり強度を重視する場合には、すべての補強繊維
が、補強基材の長手方向に対して士(30〜60)0、
好ましくは±45°の方向に向くようにする。When winding sheets one on top of the other, reinforcement of each sheet i
The reinforcing fibers may be superimposed and wound so that they both face the same direction, and in some cases, the reinforcing fibers are oriented in the longitudinal direction of the reinforcing base material, and in some cases, the reinforcing fibers are oriented in the longitudinal direction. It is also possible to overlap and wind at different angles, such as at an angle. For example, the first
The angle combinations of 0°, ±1!15°, and 90° shown in the figure are suitable for obtaining in-plane pseudo-isotropic FRP. In addition, when emphasis is placed on torsional strength, all reinforcing fibers should be
Preferably, it should face in the direction of ±45°.
巻回するシートは、必ずしも同一種類の補強繊維からな
るものでなくてもよい。たとえば、炭素繊維からなるシ
ートとガラス繊維からなるシートを重ね合わせて巻回す
ることができる。また、まず渦巻状の巻回体を形成し、
その−ヒにさらに別の種類のシートの巻回体を形成する
こともできる。The sheets to be wound do not necessarily have to be made of the same type of reinforcing fibers. For example, a sheet made of carbon fiber and a sheet made of glass fiber can be overlapped and wound. In addition, first a spirally wound body is formed,
It is also possible to form a roll of another type of sheet on the top.
さらに、プリプレグシートを重ね合わせて巻回する場合
、たとえば織物プリプレグと一方向性プリプレグとを重
ね合わせて使用するなど、異なる種類のプリプレグシー
トを組み合わせて使用することもできる。Furthermore, when stacking prepreg sheets and winding them, different types of prepreg sheets can be used in combination, such as using a woven prepreg and a unidirectional prepreg stacked together.
縫糸は、シートの巻回体を一体に縫合するとともに、F
RPを成形した場合に主としてその層間強度を向上させ
るものである。そのような縫糸は、シートを構成してい
る補強繊維と同様の補強繊維のマルチフィラメントから
なっている。しかしながら、縫糸は大きく屈曲している
ので、補強基材に加わった応力がその屈曲部に集中する
ことになる。そのため、縫糸がシートを構成している補
強繊維に先立って破断し、それによって補強基材の破壊
が進行することがないように、本発明においては、シー
トを構成している補強繊維よりも大きな破断伸度を有す
る補強繊維を縫糸として使用する。破断伸度は、シート
を構成している補強繊維のそれよりも1.5倍以上大き
いのが好ましい。The sewing thread is used to sew the sheet rolls together and
It mainly improves the interlaminar strength when RP is molded. Such threads consist of multifilaments of reinforcing fibers similar to those making up the sheet. However, since the sewing thread is largely bent, the stress applied to the reinforcing base material will be concentrated at the bent portion. Therefore, in order to prevent the sewing thread from breaking before the reinforcing fibers that make up the sheet, thereby preventing further destruction of the reinforcing base material, the sewing thread is made larger than the reinforcing fibers that make up the sheet. Reinforcing fibers with breaking elongation are used as threads. The elongation at break is preferably 1.5 times or more greater than that of the reinforcing fibers constituting the sheet.
たとえば、シートを炭素繊維で構成した場合、縫糸とし
てはガラス繊維や有機高弾性繊維が好適である。For example, when the sheet is made of carbon fiber, glass fiber or organic high-elastic fiber is suitable as the sewing thread.
縫糸は、それを構成している単糸の径が3〜15μであ
るのが好ましい。特に、縫糸がガラス繊肩1である場合
には、ガラス繊維は結節強度が小さいので、できるだけ
細いのが好ましく、7μ以下であるのが好ましい。縫糸
を有機高弾性繊維で構成する場合は、上記と同様の理由
から、単糸径が10〜15μの)、、ものを使用するの
が好ましい。It is preferable that the diameter of the single thread constituting the sewing thread is 3 to 15 μm. In particular, when the sewing thread is a glass fiber shoulder 1, the knot strength of the glass fiber is low, so it is preferably as thin as possible, preferably 7μ or less. When the sewing thread is made of organic highly elastic fibers, it is preferable to use threads with a single thread diameter of 10 to 15 μm for the same reason as above.
また、縫糸は、縫合時の単糸切れや糸割れを防+t=す
るために、30回/m以上の上撚りを有しているのが好
ましい。しかしながら、上撚数があまり多くなると横断
面の形状が丸くなり、FRPを成形したときのシートの
補強繊維の体積含有率が低くなるので、70回/m以下
であるのが好ましい。Further, the sewing thread preferably has a ply twist of 30 times/m or more in order to prevent single thread breakage and thread cracking during sewing. However, if the number of twists is too large, the shape of the cross section becomes round and the volume content of reinforcing fibers in the sheet when FRP is molded becomes low, so it is preferably 70 twists/m or less.
ざらに、縫糸は、シートの巻回数が少ない場合には、そ
の太さが補強基材の厚み、ひいてはFRPの上記1if
t体積含有率に影響を与えるようになるので、横断面積
が0.008〜0.12mm2程度の細いものを使用し
、縫い密度を高くするようにするのが好ましい。さらに
好ましい横断面積は、0.008〜0.06mm2であ
る。また、巻回数が略5回以上と多い場合には、縫糸の
上記影響は少’l イ(7) T:、横断面積がo、o
5〜0.3511Im2、好ましくは0.05〜0.2
5mm2の比較的太い糸を使用し、縫い密度を低くした
ほうが縫合時の補強繊維の損傷が少なくなるので好まし
い。Roughly speaking, when the number of windings of the sheet is small, the thickness of the sewing thread is the same as the thickness of the reinforcing base material, and the above 1if of the FRP.
Since this will affect the t-volume content, it is preferable to use a thin material with a cross-sectional area of about 0.008 to 0.12 mm2 and to increase the sewing density. A more preferable cross-sectional area is 0.008 to 0.06 mm2. In addition, when the number of windings is large, approximately 5 times or more, the above-mentioned influence of the sewing thread is small.
5-0.3511 Im2, preferably 0.05-0.2
It is preferable to use a relatively thick thread of 5 mm2 and to lower the stitching density, since this will reduce damage to the reinforcing fibers during stitching.
縫糸による巻回体の縫合は、縫゛糸が抜けにくいという
意味で単環縫いまたは本縫いによって行うのが好ましい
。最も好ましいのは単環縫いである。The suture of the wound body with the suture is preferably carried out by single chain stitch or lock stitch in the sense that the suture does not easily come off. Most preferred is single chain stitch.
すなわち、単環縫いは、上糸と下糸とが巻回体の内部で
互に交錯して18o°屈曲する本縫いとは異なり、巻回
体の内部で糸が屈曲することがない。That is, in the single chain stitch, unlike the lock stitch in which the upper thread and the lower thread cross each other inside the wound body and are bent by 18 degrees, the thread does not bend inside the wound body.
そのため、゛縫糸の強度や弾性率といった特性を余すと
ころなく利用することができ、FRPの層間強度の向上
効果が大きい。そして、縫糸の特性をそのまま発現させ
、FRPの層間強度を効果的に向上させるために、縫糸
は、巻回体の面に垂直な方向に対して一15°〜+15
°の角度をなしている必要がある。好ましくは0°であ
る。すなわち、FRPは補強繊維の軸方向に最も高強度
であるから、層間強度を向上させるためには、縫糸が」
−記角度で貫通していることが必要である。Therefore, characteristics such as strength and elastic modulus of sewing thread can be fully utilized, and the effect of improving the interlayer strength of FRP is large. In order to express the characteristics of the sewing thread as it is and to effectively improve the interlayer strength of FRP, the sewing thread is adjusted at an angle of -15° to +15° with respect to the direction perpendicular to the surface of the wound body.
It must form an angle of °. Preferably it is 0°. In other words, FRP has the highest strength in the axial direction of the reinforcing fibers, so in order to improve the interlaminar strength, it is necessary to use sewing thread.
- It is necessary to penetrate at the specified angle.
縫糸による巻回体の縫合は、あまり強ずぎると、シート
の補強繊維の配列を乱したり、後の樹脂含浸が回動にな
ったり、FRPを成形した場合に縫合部に樹脂溜りを生
ずることがあり、また弱すぎるとFRPを成形した場合
にその厚み方向で縫糸が弛んでしまい、層間強度の向」
二効果が低(なるので、巻回体の厚みが、FRPの成形
厚みの0゜9〜1.1倍程度になるようにするのが好ま
しい。If the stitching of the wound body with sewing thread is too strong, it may disturb the arrangement of the reinforcing fibers of the sheet, cause the subsequent resin impregnation to rotate, or cause resin pooling at the stitched portion when FRP is molded. If it is too weak, the sewing thread will loosen in the thickness direction when FRP is molded, and the interlayer strength will deteriorate.
Since the second effect is low, it is preferable that the thickness of the rolled body is approximately 0.9 to 1.1 times the thickness of the FRP molding.
なお、シートが特に一方向性ブリプレグでちるような場
合は、補強繊維の配列が8−ステージの熱硬化性樹脂の
みによって保たれているため、縫合時に補強繊維の配列
が大きく乱されてしまうことがある。そのJ:うな場合
には、巻回体の内外両表面に、上記補強繊維またはナイ
ロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨンl維、ビニロン
繊維などからなり、かつ目ずれ抵抗度の大きな薄い織物
を1ないし数枚重ね合わせ、−一に縫合するようにする
とよい。In addition, if the sheet is particularly unidirectional blip-preg, the alignment of the reinforcing fibers is maintained only by the 8-stage thermosetting resin, so the alignment of the reinforcing fibers may be greatly disturbed during stitching. There is. J: In the case of eel, one or more thin fabrics made of the above-mentioned reinforcing fibers or nylon fibers, polyester fibers, rayon l fibers, vinylon fibers, etc. and having high shear resistance are attached to both the inner and outer surfaces of the wound body. It is best to overlap the sheets and sew them together.
縫糸は、周方向の補強効果が向上することがら、第1図
に示したように、補強基材の周方向にリング状に延びて
いるのが好ましいが、補強基材の長手方向に螺旋を描く
ように配列されていてもよい。Since the reinforcing effect in the circumferential direction is improved, the sewing thread preferably extends in a ring shape in the circumferential direction of the reinforcing base material as shown in FIG. They may be arranged as shown.
上記長手方向においては、等ピッチで配列されていても
よいし、全くランダムに配列されていてもよい。In the longitudinal direction, they may be arranged at equal pitches or completely randomly.
一ヒ記実施例においては、補強基材が等肉厚のパイプ状
をしている場合について説明したが、゛呆発明の補強基
材は、いろいろな形状のものが可能である。In the first embodiment, the case where the reinforcing base material is in the shape of a pipe with the same thickness has been described, but the reinforcing base material of the present invention can have various shapes.
たとえば、リング状や、第2図に示すような円鍾状、第
3図に示す変形パイプ状などの形状であってもよい。ま
た、シートの巻回数を部分的に変更することにより、第
4図に示すような、長手方向の特定の部分のみが厚肉の
リング状やパイプ状とすることもできる。さらに、シー
トを巻回する際に特定の部分のみにシート片を介挿する
と、第5図に示すように周方向の特定の部分のみが厚肉
の補強基材を得ることもできる。なお、補強基材の横断
面の形状は、第1図〜第5図に示したような円形である
必要はなく、方形や、その他の形状とすることができる
。For example, the shape may be a ring shape, a circular ring shape as shown in FIG. 2, a modified pipe shape as shown in FIG. 3, or the like. Further, by partially changing the number of windings of the sheet, it is possible to form a ring shape or a pipe shape in which only a specific portion in the longitudinal direction is thick, as shown in FIG. Furthermore, by inserting sheet pieces only in specific portions when winding the sheet, it is possible to obtain a reinforcing base material that is thick only in specific portions in the circumferential direction, as shown in FIG. Note that the cross-sectional shape of the reinforcing base material does not have to be circular as shown in FIGS. 1 to 5, and may be rectangular or other shapes.
本発明の基材は、たとえば次のようにして製造する。The base material of the present invention is manufactured, for example, as follows.
すなわち、所望の横断面形状をもつ一体物または分割可
能なマンドレル様の芯体に、補強m維のシートやそのプ
リプレグシート、またはそれらを補強繊維が所望の方向
を向くように重ね合わせたものを所望の回数巻回し、芯
体を抜き取り、たとえばミシンを用いてニードルに通し
た縫糸を貫通させ、縫合する。縫い方向にスリットを設
けた芯体を使用し、そのスリットの部分で縫合した後に
芯体を抜き取るようにしてもよい。また、シートがプリ
プレグである場合には、芯体にシリコーンなどの離型剤
を塗布し、芯体を抜き取りやすくしておくのが好ましい
。さらに、プリプレグの場合は、B−ステージの熱硬化
性樹脂のために補強繊維が動きにくい状態にあり、ニー
ドルが貫通する際にその断面積に相当する面積の補強繊
維が切断したり損傷を受ける可能性があるので、プリプ
レグおよび/またはニードルを熱硬化性樹脂のゲル化温
度未満に加熱し、樹脂の粘度を下げて補強繊維が動きや
すくしてやるとよい。また、縫糸にプリプレグと同一の
熱硬化性m脂を含浸し、プリプレグ化しておくと、縫合
をやや行いにくくなるという点はあるものの、FRPを
成形した場合にその樹脂分布を一層均一にすることがで
き、ボイドも少なくなってより強度の高いF’RPを得
ることができるようになる。In other words, a reinforced m-fiber sheet, a prepreg sheet thereof, or a sheet of these stacked together so that the reinforcing fibers are oriented in a desired direction is placed on an integrated or splittable mandrel-like core body having a desired cross-sectional shape. The core is wound a desired number of times, the core is pulled out, and a sewing thread threaded through a needle is passed through the core using a sewing machine to sew it. A core body having a slit in the sewing direction may be used, and the core body may be removed after sewing is performed at the slit portion. Further, when the sheet is a prepreg, it is preferable to apply a mold release agent such as silicone to the core to make it easier to remove the core. Furthermore, in the case of prepreg, the reinforcing fibers are difficult to move due to the B-stage thermosetting resin, and when the needle penetrates, the reinforcing fibers in an area corresponding to the cross-sectional area are cut or damaged. Because of this possibility, it is recommended to heat the prepreg and/or needle below the gelling temperature of the thermosetting resin to lower the viscosity of the resin and make the reinforcing fibers easier to move. In addition, if the sewing thread is impregnated with the same thermosetting resin as prepreg and made into prepreg, it will make sewing a little more difficult, but it will make the resin distribution more uniform when FRP is molded. , and voids are reduced, making it possible to obtain a stronger F'RP.
本発明の補強基材を使用したFRPの成形は、所望の横
断面形状をもつ一体物または分割可能なマンドレルを使
用し、シートがプリプレグでない場合には、補強基材を
マンドレルにはめ込み、レジンインジェクション法など
を用いて行う。また、シートがプリプレグである場合に
は、補強基材をマンドレルにはめ込み、オートクレイプ
法により成形するか、または外周面に熱収縮フィルムな
どを巻回した後加熱する、いわゆるテープラッピング法
などによって成形する。For molding of FRP using the reinforcing base material of the present invention, an integral or splittable mandrel with the desired cross-sectional shape is used. If the sheet is not a prepreg, the reinforcing base material is fitted into the mandrel and resin injection is performed. This is done using laws, etc. In addition, if the sheet is prepreg, the reinforcing base material is fitted into a mandrel and molded using an autoclave method, or the so-called tape wrapping method, which involves wrapping a heat-shrinkable film around the outer circumferential surface and heating it, is used. do.
以上説明したように、本発明の補強基材(よ、補強繊維
のシートを巻回してなる中空の巻回体を一体に縫合して
いる縫糸が、上記巻回体の面に垂直な方向に対して一1
5°〜+15°の角度で貫通しているからして、縫糸が
有する強度や弾性率といった特性をそのまま発現させる
こと力くでき、層間強度、特に層間剥離強度や層間剪断
強度の高(XFRPを得ることができる。しか\も、本
発明の74i強W IJは、シートを構成している補強
繊維よりも大きな破断伸度を有する補強繊維を縫糸とし
てイ吏用しているので、シートを構成して(する補弓f
f141 Ifに先立って縫糸が破断するようなことが
なく、シートの補強繊維の特性をほとんどそのまま利用
することができるから、これを使用したFRPkま面内
強度も極めて高い。また、縫糸の特性を」−分(こ利用
するごとができるためその太さを細くすることができ、
縫合時にシートを構成している補強繊維を切断したり損
傷する心配が少ないbs s、FRPの面内強度が一層
向上する。さらに、巻回イ本の縫合をミシンなどで行う
ことができ、人手による必要がないから、製造が簡単で
あるばかりか、巻回体の縫合力が均一になって信頼性の
高いFRPを得ることができる。As explained above, the reinforcing base material of the present invention (or the reinforcing fiber sheet) is sewn together with a hollow wound body formed by winding a reinforcing fiber sheet. against 11
Since it penetrates at an angle of 5° to +15°, it is possible to express the properties of the sewing thread such as strength and elastic modulus as is, and it is possible to express the properties of the sewing thread as it is, such as the strength and elastic modulus. However, since the 74i strong W IJ of the present invention uses reinforcing fibers having a higher breaking elongation than the reinforcing fibers constituting the sheet as sewing thread, (to do) supplementary bow f
Since the sewing thread does not break prior to f141 If, and the properties of the reinforcing fibers of the sheet can be utilized almost as they are, the in-plane strength of FRPk using this is also extremely high. In addition, the characteristics of sewing thread can be used to reduce its thickness.
There is less risk of cutting or damaging the reinforcing fibers that make up the sheet during stitching, further improving the in-plane strength of BSS and FRP. Furthermore, since the stitching of each winding can be performed using a sewing machine or the like, and there is no need for manual labor, manufacturing is not only simple, but also the stitching force of the wound body is uniform, resulting in highly reliable FRP. be able to.
本発明の補強基材は、いろいろな用途のFRPを成形す
る場合に使用することができるが、機械的強度、特に層
間剥離強度や層間剪断強度が高く、かつ信頼性の高いF
RPが得られることから、たとえば航空宇宙用の一次構
造材としてのパイプ、機械要素や、自動車、自動二輪車
、自転車などのプロペラシャフト、ホイール、リムや、
圧力容器や、遠心分IIIIItaの回転胴等の各種高
速回転体や、シールリングなどを成形する場合に特に好
適である。The reinforcing base material of the present invention can be used when molding FRP for various uses, but it has high mechanical strength, especially interlaminar peel strength and interlaminar shear strength, and highly reliable FRP.
Since RP can be obtained, it can be used, for example, in pipes as primary structural materials for aerospace, mechanical elements, propeller shafts, wheels, rims of automobiles, motorcycles, bicycles, etc.
It is particularly suitable for molding pressure vessels, various high-speed rotating bodies such as centrifugal rotary cylinders, seal rings, and the like.
第1図は、本発明の補強基材の一実施例を示す概略斜視
図、第2図〜第5図は、それぞれ上記第1図とは異なる
実施例の本発明の補強基材を示す概略斜視図である。
1.2:補強繊維のシート
3:縫糸
4:巻回体
5:補強基材
特許出願人 東し株式会社
第2図
第3図
第4図
第5図
−13:FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the reinforcing base material of the present invention, and FIGS. 2 to 5 are schematic perspective views showing different embodiments of the reinforcing base material of the present invention from the above-mentioned FIG. 1. FIG. 1.2: Reinforcing fiber sheet 3: Sewing thread 4: Wound body 5: Reinforcing base patent applicant Toshi Co., Ltd. Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5-13:
Claims (1)
向に縫糸を貫通させ、その巻回体を縫合してなる補強基
材であって、前記縫糸はシートを構成している補強繊維
よりも大きな破断伸度を有する補強繊維からなり、かつ
その縫糸は前記巻回体の面に垂直な方向に対して一15
″〜+15゜の角度で貫通していることを特徴とするU
&維強化樹脂用補強基材。A reinforcing base material made by passing a sewing thread in the thickness direction of a hollow wound body formed by winding a sheet of reinforcing fibers, and sewing the wound body, the sewing thread being the reinforcing fibers constituting the sheet. is made of reinforcing fibers having a breaking elongation greater than
U characterized by penetrating at an angle of ″~+15°
&Reinforcement base material for fiber-reinforced resin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP996383A JPS59136223A (en) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | Reinforcing base for fibrous reinforcing resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP996383A JPS59136223A (en) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | Reinforcing base for fibrous reinforcing resin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59136223A true JPS59136223A (en) | 1984-08-04 |
Family
ID=11734587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP996383A Pending JPS59136223A (en) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | Reinforcing base for fibrous reinforcing resin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59136223A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62149952A (en) * | 1985-12-05 | 1987-07-03 | ブロシエ−ル・ソシエテ・アノニム | Multilayered fabric product for producing laminated materialand method and apparatus for producing the same |
| JPS649725A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Nissan Motor | Manufacture of curved surface preform for composite material |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4737027U (en) * | 1971-05-14 | 1972-12-23 |
-
1983
- 1983-01-26 JP JP996383A patent/JPS59136223A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4737027U (en) * | 1971-05-14 | 1972-12-23 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62149952A (en) * | 1985-12-05 | 1987-07-03 | ブロシエ−ル・ソシエテ・アノニム | Multilayered fabric product for producing laminated materialand method and apparatus for producing the same |
| JPS649725A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Nissan Motor | Manufacture of curved surface preform for composite material |
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