JP5624871B2 - Method for producing flat fiber reinforced plastic wire sheet - Google Patents

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    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material

Description

本発明は、扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法に関するものである。扁平形状の繊維強化プラスチック線材により作製された扁平形状繊維強化プラスチック線材シート(以下、単に「繊維強化シート」ということもある。)は、例えば、土木建築構造物であるコンクリート構造物、鋼構造物、繊維強化プラスチック構造物(本願明細書では、コンクリート構造物、鋼構造物、繊維強化プラスチック構造物などを含めて単に「構造物」という。)に接着して或いは埋入して補強するのに使用することができる。 The present invention relates to a flat shape fiber reinforced manufacturing method for a plastic wire sheet. A flat-shaped fiber reinforced plastic wire sheet (hereinafter, also simply referred to as “fiber reinforced sheet”) made of a flat-shaped fiber-reinforced plastic wire is, for example, a concrete structure or a steel structure that is a civil engineering building structure. To reinforce by adhering or embedding in fiber reinforced plastic structures (in this specification, concrete structures, steel structures, fiber reinforced plastic structures, etc. are simply referred to as “structures”) Can be used.

構造物の補強方法として、近年、既存或いは新設の構造物の表面に連続繊維強化シートを貼り付けたり、巻きつけたりする接着工法が開発されている。   As a method for reinforcing a structure, in recent years, a bonding method has been developed in which a continuous fiber reinforced sheet is attached to or wound around the surface of an existing or new structure.

しかしながら、上記接着工法は、単純な接着のみであり、FRP(繊維強化プラスチック)補強材の剥離による構造物の早期破壊により、終局耐力の補強硬化には限界がある一方、例えばコンクリート構造物のひび割れ抑制効果にも限界がある。その上、FRP補強材の高い性能が有効に活用されていない場合が多い。又、既存構造物のひび割れ損傷などの回復や死荷重に対する補強はできない。   However, the above-mentioned bonding method is only simple bonding, and there is a limit to the ultimate strength reinforcement hardening due to the early destruction of the structure due to the peeling of the FRP (fiber reinforced plastic) reinforcing material. There is a limit to the suppression effect. In addition, the high performance of the FRP reinforcement is often not utilized effectively. In addition, it is impossible to recover from crack damage of existing structures or to reinforce dead loads.

このような問題を改善するべく、シート状補強材に荷重を付与して緊張し、緊張状態にてシート状補強材を構造物表面に接着する緊張接着工法が用いられつつある。この緊張接着工法にて使用されるシート状補強材は、現在、樹脂を含浸していない繊維を一方向に引き揃えたシート、所謂、強化繊維シート、或いは、幅50mm以上の繊維強化プラスチックの平板を用いている。   In order to improve such problems, a tension bonding method is being used in which a load is applied to a sheet-shaped reinforcing material and the sheet-shaped reinforcing material is tensioned, and the sheet-shaped reinforcing material is bonded to the structure surface in a tensioned state. The sheet-like reinforcing material used in this tension bonding method is currently a sheet in which fibers not impregnated with resin are aligned in one direction, a so-called reinforcing fiber sheet, or a flat plate of fiber reinforced plastic having a width of 50 mm or more. Is used.

しかしながら、樹脂を含浸していない繊維を用いた強化繊維シートでは、製造上の問題或いは取り扱い時の問題から、強化繊維が必ずしも一方向に一様に引き揃えられていない。そのため、緊張力を導入するべく、強化繊維シートに荷重を付与して緊張する際に部分的な糸切れが発生し、充分な緊張力を導入し得ないことがある。つまり、強化繊維シートが緊張に必要な充分な力を発揮できないことがある。通常、緊張力は、最終破断荷重の50%〜30%減程度となっている。   However, in the reinforcing fiber sheet using the fibers not impregnated with the resin, the reinforcing fibers are not always uniformly arranged in one direction due to a manufacturing problem or a handling problem. For this reason, in order to introduce tension, partial thread breakage may occur when a tension is applied to the reinforcing fiber sheet to cause tension, and sufficient tension may not be introduced. That is, the reinforcing fiber sheet may not exhibit sufficient force necessary for tension. Usually, the tension is reduced by about 50% to 30% of the final breaking load.

又、繊維強化プラスチック平板を用いる場合は、板幅が広いため接着する際に、接着面にボイドが混入して、充分な接着力を得ることが難しいといった問題がある。ボイドの発生を避けるために繊維強化プラスチック平板に孔を開けることが考えられるが、この場合には、繊維強化プラスチック平板の強化繊維を切断することとなり、好ましくない。   Further, when a fiber reinforced plastic flat plate is used, since the plate width is wide, there is a problem that when adhering, voids are mixed into the bonding surface and it is difficult to obtain a sufficient bonding force. In order to avoid the generation of voids, it is conceivable to make a hole in the fiber-reinforced plastic flat plate, but in this case, the reinforcing fiber of the fiber-reinforced plastic flat plate is cut, which is not preferable.

そこで、本発明者らは、特許文献1に記載するように、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸され、硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、その後線材を互いに固定用繊維材にて固定した繊維強化プラスチック線材シート、即ち、繊維強化シートを提案した。   Therefore, as described in Patent Document 1, the present inventors have arranged a plurality of continuous fiber reinforced plastic wires that are impregnated with a matrix resin in a reinforced fiber and cured, and are arranged in a slender shape in the longitudinal direction. A fiber reinforced plastic wire sheet, that is, a fiber reinforced sheet, which are fixed to each other with a fixing fiber material, has been proposed.

このような繊維強化シートは、緊張に際しての糸切れの問題を解決し、又、施工に際してのボイドの発生も回避して被補強面に対して充分な接着力を得ることができ、特に、緊張接着工法に基づくコンクリート構造物の補強などを極めて作業性良く実施することができる。   Such a fiber reinforced sheet can solve the problem of thread breakage during tension, and can also avoid generation of voids during construction to obtain a sufficient adhesion force to the reinforced surface. Reinforcement of concrete structures based on the bonding method can be performed with extremely good workability.

一方、従来、上記繊維強化シートに使用される丸形状の連続した繊維強化プラスチック線材は、プルトルージョン法という引き抜き成形法にて製造されるのが通常であった。   On the other hand, conventionally, a round continuous fiber-reinforced plastic wire used for the fiber-reinforced sheet is usually manufactured by a pultrusion method called a pultrusion method.

次に、図9を参照して、従来のプルトルージョン法に従った繊維強化プラスチック線材の製造方法について簡単に説明する。図9にて、左側から右側に強化繊維が移動し、その間に樹脂含浸、丸形状成形、1次加熱硬化、2次加熱硬化、巻き取りを行う工程を示している。   Next, with reference to FIG. 9, the manufacturing method of the fiber reinforced plastic wire material according to the conventional pultrusion method is demonstrated easily. FIG. 9 shows a process in which reinforcing fibers move from the left side to the right side, during which resin impregnation, round shape molding, primary heat curing, secondary heat curing, and winding are performed.

図9に示すプルトルージョン法を実施する製造装置200によれば、巻き出し装置51の巻き出しボビン11(11a、11b)に巻かれた樹脂未含浸の、複数の強化繊維から成る強化繊維束f1は、回転軸12(12a、12b)を回転させることにより巻き出され、樹脂含浸工程へと送給される。   According to the manufacturing apparatus 200 that performs the pultrusion method shown in FIG. 9, a reinforcing fiber bundle f1 made of a plurality of reinforcing fibers not impregnated with resin wound around the unwinding bobbin 11 (11a, 11b) of the unwinding apparatus 51. Is unwound by rotating the rotary shaft 12 (12a, 12b) and fed to the resin impregnation step.

つまり、ボビン11から巻き出された強化繊維束f1は、ガイド14のガイド穴15(15a、15b)により案内されて、次の工程である樹脂含浸工程へと送給される。   That is, the reinforcing fiber bundle f1 unwound from the bobbin 11 is guided by the guide holes 15 (15a, 15b) of the guide 14, and is fed to the resin impregnation step which is the next step.

樹脂含浸工程へと送給された強化繊維束f1は、入口ガイドローラ16により含浸ローラ18へと導入され、樹脂が含浸される。入口ガイドローラ16は、複数本の強化繊維から成る強化繊維束f1を樹脂含浸前に、強化繊維束f1を構成する複数の繊維を揃える役目である。   The reinforcing fiber bundle f1 fed to the resin impregnation step is introduced into the impregnation roller 18 by the inlet guide roller 16 and impregnated with the resin. The entrance guide roller 16 serves to align a plurality of fibers constituting the reinforcing fiber bundle f1 before the resin-impregnated reinforcing fiber bundle f1 made of a plurality of reinforcing fibers.

含浸ローラ18は、強化繊維束f1を強制的に樹脂Rに浸ける役目で、樹脂含浸槽17に溜められた樹脂Rの中に、少なくとも下半分以上は浸かった状態で使用される。   The impregnation roller 18 serves to forcibly immerse the reinforcing fiber bundle f1 in the resin R, and is used in a state where at least the lower half is immersed in the resin R stored in the resin impregnation tank 17.

樹脂含浸槽17の出口部に設けた出口ガイドローラ19は、樹脂含浸強化繊維束f2を次工程の1次加熱硬化工程に送る前に揃える役目を持っている。   The outlet guide roller 19 provided at the outlet of the resin impregnation tank 17 serves to align the resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 before sending it to the primary heat curing step of the next step.

樹脂含浸された強化繊維束f2は、加熱金型27Aに送給され、その後、加熱硬化炉27Bへと送給される。   The resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 is fed to the heating mold 27A and then fed to the heating and curing furnace 27B.

つまり、加熱金型27Aは、金型を用いた丸形状の成形と樹脂の1次硬化の役目を持っている。金型27Aには、所定の径をもった丸形状の溝27Aa、27Abが強化繊維束f2の移動方向に彫られており、この丸溝27Aa、27Abの中を樹脂含浸した強化繊維束f2が通過する際に、金型内部に組み込まれた熱線により加熱され、樹脂の1次硬化がなされ、半硬化された丸形状の繊維強化プラスチック線材2a、2bが得られる。   That is, the heating mold 27A has a role of round molding using the mold and primary curing of the resin. In the mold 27A, round grooves 27Aa and 27Ab having a predetermined diameter are carved in the moving direction of the reinforcing fiber bundle f2, and the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with resin in the round grooves 27Aa and 27Ab is formed. When passing, it is heated by a heat ray incorporated in the mold, and the resin is primarily cured to obtain semi-cured round fiber reinforced plastic wires 2a and 2b.

繊維強化プラスチック線材内の樹脂含有量は、金型27Aの入口で余分の樹脂を絞ることでコントロールされるため、金型の穴溝27Aa、27Abに入れる強化繊維束f2の量を変えないと樹脂含有量を変えられないという欠点を持っている。   Since the resin content in the fiber reinforced plastic wire is controlled by squeezing excess resin at the entrance of the mold 27A, the resin must be changed unless the amount of the reinforcing fiber bundle f2 to be inserted into the hole grooves 27Aa and 27Ab of the mold is changed. It has the disadvantage that the content cannot be changed.

又、金型27A内を樹脂含浸した強化繊維束f2が移動するため、樹脂と金型との間でくっ付くことは絶対に許されない。このため、樹脂には金型との間がくっ付かないように、大量の離型剤が含まれている。   Further, since the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with resin moves in the mold 27A, it is absolutely not allowed to stick between the resin and the mold. For this reason, the resin contains a large amount of release agent so that the resin does not stick to the mold.

2次加熱炉27Bは、2次加熱硬化を行う工程である。ここでは、金型27Aにて半硬化された丸形状の繊維強化プラスチック線材2a、2bでの1次硬化の不足分を補うもので、ここで含浸樹脂の完全硬化がなされる。   The secondary heating furnace 27B is a step of performing secondary heat curing. Here, the shortage of primary curing in the round fiber-reinforced plastic wires 2a and 2b semi-cured by the mold 27A is compensated, and the impregnation resin is completely cured here.

2次加熱炉27Bにて完全に硬化された線材2は、案内ガイド20のガイド穴21(21a、21b)を通って、巻き取り装置52のボビン30(30a、30b)へと送給され、回転軸31(31a、31b)の回りに回転するボビン30にて巻き取られる。   The wire 2 completely cured in the secondary heating furnace 27B is fed to the bobbin 30 (30a, 30b) of the winding device 52 through the guide holes 21 (21a, 21b) of the guide guide 20, It is wound up by a bobbin 30 that rotates around a rotary shaft 31 (31a, 31b).

上述のように、従来の引き抜き成形法では、丸形状の線材を成形するのに丸形状の開孔を持った加熱金型を用いるため、金型を通過させる際に抵抗が発生することから成形スピードが上げられないという問題がある。また、金型の大きさの制約等から、金型に設ける孔数に限界が発生し、一度に製造できる線材の本数が、多くても20本〜30本までという問題があった。線材の大きさ、幅など形状が変わると、金型交換が必要であった。そのため、コストアップとなる。   As described above, the conventional pultrusion molding method uses a heated die having a round opening to form a round wire, and thus resistance is generated when passing through the die. There is a problem that the speed cannot be increased. In addition, due to restrictions on the size of the mold, the number of holes provided in the mold is limited, and there is a problem that the number of wires that can be manufactured at one time is at most 20-30. When the shape such as the size and width of the wire changed, it was necessary to change the mold. Therefore, the cost is increased.

更に、マトリックス樹脂と金型とのくっ付き防止のため、離型剤が使用され、その離型剤が線材表面に出ることから、この線材をシート状補強材(繊維強化シート)として構造物補強に使用した場合には、構造物へ接着する際、接着剤と線材表面との接着がうまくいかないという問題があった。そのため、繊維強化シートを使用する場合には、線材硬化後、サンドペーパ−等で表面の目粗しをしなくてはいけないという問題もあった。   Furthermore, a release agent is used to prevent the matrix resin and the mold from sticking together, and the release agent comes out on the surface of the wire. This wire is used as a sheet reinforcement (fiber reinforced sheet) to reinforce the structure. In the case of use in the above, there has been a problem that the adhesion between the adhesive and the surface of the wire does not work well when adhering to the structure. Therefore, when a fiber reinforced sheet is used, there is a problem that the surface must be roughened with sandpaper after the wire is cured.

この問題のため、製造コストのアップや、表面の目粗し時の線材への疵付けによる品質低下をもたらしていた。   Because of this problem, the production cost has been increased, and the quality has been lowered due to brazing of the wire when the surface is rough.

そこで、本発明者らは、特許文献2に開示されるように、丸形状繊維強化プラスチック線材の製造方法を提案した。   Then, the present inventors proposed the manufacturing method of a round shape fiber reinforced plastic wire, as disclosed by patent document 2. FIG.

つまり、第一の製造方法は、
(a)一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束に撚りを入れながら連続的に送給する工程、
(b)連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
(c)樹脂含浸された強化繊維束を、所定の強さにて緊張させながら加熱して、強化繊維束の横断面を円形状として樹脂を硬化させる工程、
を備えた製造方法である。
In other words, the first manufacturing method is
(A) a step of continuously feeding a reinforcing fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers arranged in one direction while twisting;
(B) a step of impregnating a matrix resin into a reinforcing fiber bundle that is continuously fed;
(C) a step of heating the resin-impregnated reinforcing fiber bundle while tensioning it at a predetermined strength to cure the resin in a circular cross section of the reinforcing fiber bundle;
It is a manufacturing method provided with.

又、第二の製造方法は、
(a)一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束を連続的に送給する工程、
(b)連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
(c)樹脂含浸された強化繊維束に撚りを入れる工程、
(d)樹脂含浸され且つ撚りが入った強化繊維束を、所定の強さにて緊張させながら加熱して、強化繊維束の横断面を円形状として樹脂を硬化させる工程、
を備えた製造方法である。
The second manufacturing method is
(A) a step of continuously feeding a reinforcing fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers arranged in one direction;
(B) a step of impregnating a matrix resin into a reinforcing fiber bundle that is continuously fed;
(C) a step of twisting the reinforcing fiber bundle impregnated with resin,
(D) a step of heating the reinforcing fiber bundle impregnated with the resin and twisted with tension at a predetermined strength to cure the resin so that the cross section of the reinforcing fiber bundle has a circular shape;
It is a manufacturing method provided with.

特許文献2に記載される製造方法は、
(1)強化繊維に撚りを入れ、マトリックス樹脂の樹脂含浸量をコントロールし、樹脂含浸強化繊維を加熱硬化させる際、強化繊維にテンション力を付与することにより、金型を用いなくても、丸形状の繊維強化プラスチック線材を製造することができる。
(2)金型を使用することがないため、一度に30本以上の線材製造も可能となり、且つ、マトリックス樹脂に離型剤を入れる必要もないことから、丸形状繊維強化プラスチック線材の表面目粗し作業も不要となり、大幅なコスト削減と品質改善を達成することができる。
といった利点を有している。
The manufacturing method described in Patent Document 2 is
(1) Twist the reinforcing fiber, control the resin impregnation amount of the matrix resin, and heat cure the resin-impregnated reinforcing fiber, by applying tension force to the reinforcing fiber, without using a mold Shaped fiber reinforced plastic wire can be produced.
(2) Since no mold is used, it is possible to produce 30 or more wires at a time, and it is not necessary to add a mold release agent to the matrix resin. Roughing work is also unnecessary, and significant cost reduction and quality improvement can be achieved.
It has the following advantages.

特開2004−197325号公報JP 2004-197325 A 特開2008−222846号公報JP 2008-222846 A

一方、コンクリート構造物、鋼構造物などの構造物に繊維強化シートを接着して補強する場合、繊維強化シートを構成する繊維強化プラスチック線材が丸形状だと、補強厚みが厚くなり、接着する樹脂量が多くなる。扁平形状だと同じ補強強度を出すのに補強厚みを薄くでき、接着する樹脂量を少なくできる。   On the other hand, when a fiber reinforced sheet is bonded to a structure such as a concrete structure or a steel structure to be reinforced, if the fiber reinforced plastic wire constituting the fiber reinforced sheet has a round shape, the reinforcing thickness increases and the resin to be bonded The amount increases. The flat shape can reduce the reinforcement thickness and reduce the amount of resin to be bonded to provide the same reinforcement strength.

繊維強化プラスチック線材が、コンクリート構造物やガラス繊維強化プラスチック構造物等に埋め込まれる補強筋として使用される場合も同様に、補強筋を入れた箇所の板厚を薄くできることから、一定板厚内に多くの強化繊維を投入でき、一定体積内での繊維含有量(即ち、Vf)、構造物の目標の断面剛性や強度を丸形状のものに比較し、より薄い板厚で製作することができる。   Similarly, when the fiber reinforced plastic wire is used as a reinforcing bar embedded in a concrete structure or glass fiber reinforced plastic structure, the thickness of the part where the reinforcing bar is inserted can be reduced. Many reinforcing fibers can be introduced, and the fiber content (ie, Vf) within a certain volume, the target cross-sectional rigidity and strength of the structure can be compared with those of a round shape, and can be manufactured with a thinner plate thickness. .

しかしながら、扁平形状の繊維強化プラスチック線材を丸形状と同様に引き抜き成形で作る場合は、金型上の制約があり、穴数の限界で製造本数の制約がある。また、マトリックス樹脂のくっ付き防止のため、離型剤の使用が必須となり、成形後の製品と後で接着させる樹脂やコンクリートとの接着がうまく行かないという問題が発生していた。   However, when a flat fiber-reinforced plastic wire is made by pultrusion in the same manner as a round shape, there are restrictions on the mold, and there is a restriction on the number of production due to the limit of the number of holes. Further, in order to prevent the matrix resin from sticking, it is essential to use a mold release agent, and there has been a problem that the product after molding and the resin or concrete to be bonded later do not adhere well.

また、本発明者らの研究実験の結果によると、樹脂含浸した複数本の繊維(繊維束)に撚りを入れ、一定張力で引っ張り、丸形状にした後、平板で一定厚みに成形しないと、均一に近い幅で製作できないことが分かった。つまり、扁平にする前の形状がランダムな形状では、一定板厚で、均一に近い幅での成形はできない。   In addition, according to the results of the inventors' experiment, a plurality of fibers impregnated with resin (fiber bundles) are twisted, pulled with a constant tension, rounded, and then molded into a constant thickness on a flat plate. It was found that it was not possible to produce with a width that was nearly uniform. That is, when the shape before flattening is random, molding with a constant plate thickness and a nearly uniform width cannot be performed.

一方、型が平板であることから上下間の隙間を調整することにより1つの型で種々の厚みの形状を作り出すことができる。   On the other hand, since the mold is a flat plate, it is possible to create various thickness shapes with one mold by adjusting the gap between the upper and lower sides.

更に、本発明者らは、丸形状を平板形状とするために平板形状の型(金型)を使用し、平板形状型と扁平な線材製品との離型は、離型剤を使用するのではなく、接着剤と接着しない薄い布(ピールプライというポリエステル系の織物等)を、成形する線材の上下面に連続して挿入し、硬化後、剥ぎ取ることで対応し得ることが分かった。この方法は、引き抜き成形では、形状を持った金型のため皺が発生し、採用が困難であった。   Furthermore, the present inventors use a flat plate mold (die) in order to change the round shape into a flat plate shape, and a mold release agent is used for releasing the flat plate mold from the flat wire product. Instead, it was found that a thin cloth (polyester woven fabric called peel ply, etc.) that does not adhere to the adhesive can be continuously inserted into the upper and lower surfaces of the wire to be molded, cured, and peeled off. This method is difficult to adopt in the pultrusion molding because wrinkles are generated due to the mold having a shape.

また、丸形状線材を平板形状(扁平形状)線材に成形する型が、平板形状であることから、型が薄くでき、狭い範囲で、2段、3段に上下に設置でき、一度に成形できる線材本数を、例えば、30本以上、300本程度にまでも増やすことができ効率的である。   In addition, since the mold for forming a round wire into a flat (flat) wire is a flat plate, the die can be made thin, and can be installed vertically in two or three steps within a narrow range, and can be formed at once. The number of wires can be increased to, for example, 30 or more and about 300, which is efficient.

また、単に平板形状型内に樹脂を含浸した丸形状繊維束を引き込むだけでよいこと、及び、その上下に離型用の薄い布で保護され、金属の型と樹脂含浸の繊維束とが直接触れないことから、樹脂含浸の繊維束へのダメージが少なく、製造中の糸切れの頻度が殆どなく、大幅に成形歩留まりを上げることができることが分かった。   Moreover, it is only necessary to draw a round fiber bundle impregnated with a resin into a flat plate mold, and the metal mold and the fiber bundle impregnated with the resin are directly protected by a thin release cloth on the upper and lower sides thereof. Since it was not touched, it was found that there was little damage to the resin-impregnated fiber bundle, there was almost no frequency of yarn breakage during production, and the molding yield could be greatly increased.

更に、本発明者らは、上述のような扁平形状繊維強化プラスチック線材の製造方法を利用しながら、複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向にスダレ状に引き揃え、この線材を互いに固定用繊維材、例えばメッシュ状織物等にて固定することにより繊維強化シートを効率よく連続的に製造し得ることが分かった。   Furthermore, the present inventors have arranged a plurality of fiber reinforced plastic wires in a slender shape in the longitudinal direction while utilizing the above-described method for producing a flat fiber reinforced plastic wire, and the wires are fixed to each other. It has been found that a fiber reinforced sheet can be produced efficiently and continuously by fixing with a material such as a mesh-like woven fabric.

本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。   The present invention has been made based on such novel findings of the present inventors.

従って、本発明の目的は、成形スピードの制約や、一度に製造できる本数制約を除去し、且つ離型剤を使用せず、成形後の目粗し等の作業をなくし、製造コストの大幅削減と製品品質の大幅アップを図ることのできる扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to remove the restrictions on the molding speed and the number of parts that can be manufactured at one time, eliminate the use of a mold release agent, eliminate the work such as roughening after molding, and greatly reduce the manufacturing cost. and to provide a manufacturing how the flat-shaped fiber-reinforced plastic wire sheet which can be made of product quality significantly up.

上記目的は本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を長手方向にスダレ状に引き揃え、この線材を互いに固定用繊維材にて固定した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法において、
(a)一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束に撚りを入れながら連続的に送給する工程、
(b)前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
(c)前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状とし、その後、前記横断面が円形状とされた強化繊維束の上下面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、加熱された2枚の平板の間に引き込み、前記強化繊維の横断面を扁平形状に成形しながら樹脂を1次硬化させる工程、
(d)前記樹脂含浸強化繊維束が前記2枚の平板に引き込まれる前に、前記固定用繊維材を前記樹脂含浸強化繊維束と前記高密度織物の間に挿入し、前記強化繊維束に直接接触するようにして上下面、若しくは、上下面のいずれかの片面に連続的に供給し、前記2枚の平板間で前記強化繊維束を扁平にすると同時に前記固定用繊維材を扁平にされた前記強化繊維束に接着する工程、
(e)前記固定用繊維材が接着された、横断面が扁平形状の1次硬化された複数本の強化繊維束を、加熱された硬化炉を通して2次硬化させる工程、
を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法が提供される。
The above objects are manually accomplished in a flat shape fiber reinforced plastic wire sheet manufacturing how according to the present invention. In summary, according to the first aspect of the present invention, a plurality of flat-shaped fiber reinforced plastic wires are aligned in a slender shape in the longitudinal direction, and the flat-shaped fiber reinforced fibers are fixed to each other with a fixing fiber material. In the method of manufacturing a plastic wire sheet,
(A) a step of continuously feeding a reinforcing fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers arranged in one direction while twisting;
(B) impregnating a matrix resin into the reinforcing fiber bundle continuously fed;
(C) A plurality of reinforcing fiber bundles impregnated with the resin and twisted therein are tensioned at a predetermined strength to form a circular cross section of the reinforcing fiber bundle, and then the cross section is circular. While a high-density woven fabric having releasability from the resin is disposed on the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber bundle, the reinforcing fiber bundle is drawn between two heated flat plates, and the cross section of the reinforcing fiber is formed into a flat shape. A step of first curing the resin;
(D) Before the resin-impregnated reinforcing fiber bundle is drawn into the two flat plates, the fixing fiber material is inserted between the resin-impregnated reinforcing fiber bundle and the high-density fabric, and directly into the reinforcing fiber bundle. The upper and lower surfaces or one of the upper and lower surfaces are continuously supplied so as to be in contact with each other, and the reinforcing fiber bundle is flattened between the two flat plates, and at the same time, the fixing fiber material is flattened. Adhering to the reinforcing fiber bundle,
(E) a step of secondarily curing a plurality of primary-cured reinforcing fiber bundles having a flat cross-section, to which the fixing fiber material is bonded, through a heated curing furnace;
A method for producing a continuous flat fiber reinforced plastic wire sheet characterized by comprising:

本発明の第二の態様によれば、複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を長手方向にスダレ状に引き揃え、この線材を互いに固定用繊維材にて固定した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法において、
(a)一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束を連続的に送給する工程、
(b)前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
(c)前記樹脂含浸された強化繊維束に撚りを入れる工程、
(d)前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状とし、その後、前記横断面が円形状とされた強化繊維束の上下面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、加熱された2枚の平板の間に引き込み、前記強化繊維の横断面を扁平形状に成形しながら樹脂を1次硬化させる工程、
(e)前記樹脂含浸強化繊維束が前記2枚の平板に引き込まれる前に、前記固定用繊維材を前記樹脂含浸強化繊維束と前記高密度織物の間に挿入し、前記強化繊維束に直接接触するようにして上下面、若しくは、上下面のいずれかの片面に連続的に供給し、前記2枚の平板間で前記強化繊維束を扁平にすると同時に前記固定用繊維材を扁平にされた前記強化繊維束に接着する工程、
(f)前記固定用繊維材が接着された、横断面が扁平形状の1次硬化された複数本の強化繊維束を、加熱された硬化炉を通して2次硬化させる工程、
を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法が提供される。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a flat fiber reinforced plastic wire sheet in which a plurality of flat fiber reinforced plastic wires are arranged in a slender shape in the longitudinal direction and the wires are fixed to each other by a fixing fiber material. In the manufacturing method,
(A) a step of continuously feeding a reinforcing fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers arranged in one direction;
(B) impregnating a matrix resin into the reinforcing fiber bundle continuously fed;
(C) a step of twisting the resin-impregnated reinforcing fiber bundle,
(D) A plurality of reinforcing fiber bundles impregnated with the resin and twisted, tensioned at a predetermined strength to make the cross section of the reinforcing fiber bundle circular, and then the cross section was made circular. While a high-density woven fabric having releasability from the resin is disposed on the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber bundle, the reinforcing fiber bundle is drawn between two heated flat plates, and the cross section of the reinforcing fiber is formed into a flat shape. A step of first curing the resin;
(E) Before the resin-impregnated reinforcing fiber bundle is drawn into the two flat plates, the fixing fiber material is inserted between the resin-impregnated reinforcing fiber bundle and the high-density fabric, and directly into the reinforcing fiber bundle. The upper and lower surfaces or one of the upper and lower surfaces are continuously supplied so as to be in contact with each other, and the reinforcing fiber bundle is flattened between the two flat plates, and at the same time, the fixing fiber material is flattened. Adhering to the reinforcing fiber bundle,
(F) a step of secondarily curing a plurality of primary-cured reinforcing fiber bundles having a flat cross section, to which the fixing fiber material is bonded, through a heated curing furnace;
A method for producing a continuous flat fiber reinforced plastic wire sheet characterized by comprising:

本発明にて一実施態様によれば、前記繊維強化プラスチック線材は、厚み(t)0.2mm〜5.0mm、幅(w)1.0mm〜10.0mmである
本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維束の撚り回数は、5回/m〜20回/mである。
According to one embodiment of the present invention, the fiber reinforced plastic wire has a thickness (t) of 0.2 mm to 5.0 mm and a width (w) of 1.0 mm to 10.0 mm. According to the aspect, the number of twists of the reinforcing fiber bundle is 5 times / m to 20 times / m.

本発明にて他の実施態様によれば、前記樹脂含浸された強化繊維束は、500g/本〜3000g/本の強さにて緊張される。   According to another embodiment of the present invention, the resin-impregnated reinforcing fiber bundle is tensioned at a strength of 500 g / line to 3000 g / line.

本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維束における前記強化繊維に対する前記マトリックス樹脂の含浸量は、体積比率(Vf)で36%〜60%である。   According to another embodiment of the present invention, the amount of the matrix resin impregnated into the reinforcing fiber in the reinforcing fiber bundle is 36% to 60% in volume ratio (Vf).

本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、PBO(ポリフェニレンベンズビスオキサゾール)繊維、ポリエステル繊維のいずれかである。   According to another embodiment of the present invention, the reinforcing fiber is any one of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, PBO (polyphenylenebenzbisoxazole) fiber, and polyester fiber.

本発明にて他の実施態様によれば、前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、MMA樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかである。   According to another embodiment of the present invention, the matrix resin is one of an epoxy resin, a vinyl ester resin, an MMA resin, an unsaturated polyester resin, or a phenol resin.

本発明にて他の実施態様によれば、前記高密度織物は、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計本数が210本以上投入された織物である。   According to another embodiment of the present invention, the high-density fabric is a fabric in which the total number of warp yarns and weft yarns between inch lengths is 210 or more.

本発明にて他の実施態様によれば、前記高密度織物は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、などの連続フィラメント糸の単独織物、若しくは、混合織物のいずれかである。   According to another embodiment of the present invention, the high-density fabric is either a single fabric of continuous filament yarn such as polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber, or a mixed fabric.

本発明の他の実施態様によれば、前記固定用繊維材は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維のいずれかで2軸以上の多軸で織られたメッシュ状織物であるか、ガラス繊維或いは有機繊維に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させた糸条からなる2軸以上の多軸で作製された融着メッシュ支持体シートであるか、芯部をなすガラス繊維或いは有機繊維の表面に熱融着性樹脂を配した二重構造の複合繊維とされる糸条からなる2軸以上の多軸で作製された融着メッシュ支持体シートであるか、又は、ガラス繊維或いは有機繊維にて作製された不織布である。   According to another embodiment of the present invention, the fixing fiber material is a mesh-like woven fabric woven with two or more axes of any of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, polyester fiber, and vinylon fiber. Or a fused mesh support sheet made of two or more multi-axial yarns made of yarns in which glass fibers or organic fibers are pre-impregnated with a low melting point type thermoplastic resin, or glass forming the core A fused mesh support sheet made of biaxial or more multi-axially composed of a double-structured composite fiber in which a heat-fusible resin is arranged on the surface of a fiber or an organic fiber, or A nonwoven fabric made of glass fiber or organic fiber.

本発明によれば、一定厚で、略一定幅とされる扁平形状の繊維強化プラスチック線材を使用した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートを、効率良く、連続して製造することができる。また、このようにして製造した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートは、離型剤不要、製作後の製品の目粗し不要、更に、別工程でシート化する作業が不要等で、大幅なコスト削減と品質改善を達成できる。   According to the present invention, a flat fiber reinforced plastic wire sheet using a flat fiber reinforced plastic wire having a constant thickness and a substantially constant width can be efficiently and continuously manufactured. In addition, the flat fiber reinforced plastic wire sheet produced in this way requires no release agent, does not require roughening of the product after manufacture, and further eliminates the need for sheeting in a separate process. And achieve quality improvement.

本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法の一実施例を説明するため製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus for demonstrating one Example of the manufacturing method of the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet which concerns on this invention. 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法の一実施例を説明するため製造装置の概略構成図であり、図2(a)は平面図であり、図2(b)は正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus for demonstrating one Example of the manufacturing method of the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet which concerns on this invention, Fig.2 (a) is a top view, FIG.2 (b) is a front view. FIG. 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造装置における加熱板装置の一実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Example of the heating plate apparatus in the manufacturing apparatus of the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet which concerns on this invention. 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法の一実施例を説明するための製造装置における巻き出しボビンの作動を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the action | operation of the unwinding bobbin in the manufacturing apparatus for demonstrating one Example of the manufacturing method of the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet which concerns on this invention. 本発明の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートを構成する扁平形状繊維強化プラスチック線材の断面図である。It is sectional drawing of the flat shape fiber reinforced plastic wire which comprises the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet of this invention. 本発明の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの一実施例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Example of the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet | seat of this invention. 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法の他の実施例を説明するための製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus for demonstrating the other Example of the manufacturing method of the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet which concerns on this invention. 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法の他の実施例を説明するための製造装置における巻き取りボビンの作動を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the action | operation of the winding bobbin in the manufacturing apparatus for demonstrating the other Example of the manufacturing method of the flat shape fiber reinforced plastic wire sheet which concerns on this invention. 従来のプルトルージョン法を説明するための線材製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the wire manufacturing apparatus for demonstrating the conventional pultrusion method.

以下、本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法と、その製造方法にて製造された繊維強化プラスチック線材シートについて、図面に即して詳しく説明する。   Hereinafter, a method for producing a flat fiber reinforced plastic wire sheet according to the present invention and a fiber reinforced plastic wire sheet produced by the production method will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1
図1〜図4に、本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材シートを製造するための製造装置100(100A、100B)の一実施例を示す。また、図5に、本発明に従って作製された扁平形状の繊維強化プラスチック線材2の断面構造を示し、図6に、斯かる扁平形状繊維強化プラスチック線材2を長手方向にスダレ状に引き揃えて配列した繊維強化シート、即ち、扁平形状繊維強化プラスチック線材シート1の一実施例を示す。
Example 1
1 to 4 show an embodiment of a manufacturing apparatus 100 (100A, 100B) for manufacturing a flat fiber-reinforced plastic wire sheet according to the present invention. FIG. 5 shows a cross-sectional structure of a flat-shaped fiber-reinforced plastic wire 2 produced according to the present invention. FIG. 6 shows an arrangement in which the flat-shaped fiber-reinforced plastic wire 2 is aligned in a slender shape in the longitudinal direction. 1 shows an example of a fiber-reinforced sheet, that is, a flat-shaped fiber-reinforced plastic wire sheet 1.

本実施例にて、製造装置100(100A、100B)は、繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100A(図1)と、繊維緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成セクション100B(100B1、100B2)(図2)とにて構成される。   In this embodiment, the manufacturing apparatus 100 (100A, 100B) includes fiber feeding, resin impregnation, winding section 100A (FIG. 1), fiber tension, oblate shape, heat curing, sheet forming section 100B (100B1, 100B2). ) (FIG. 2).

図1は、製造装置100の繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aを示しており、図面上、左側から右側に複数本の強化繊維fから成る強化繊維ストランド(強化繊維束)f1が移動し、その間に撚り加工と樹脂含浸を行う。   FIG. 1 shows a fiber feeding, resin impregnation, and winding section 100A of the manufacturing apparatus 100, and a reinforcing fiber strand (reinforced fiber bundle) f1 composed of a plurality of reinforcing fibers f moves from the left side to the right side in the drawing. In the meantime, twisting and resin impregnation are performed.

図2(a)、(b)は、製造装置100の繊維緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成セクション100B(成形1次硬化セクション100B1、2次硬化セクション100B2)を示しており、図面上、左側から右側に撚り加工と樹脂含浸工程を施された強化繊維f2が移動し、所定の緊張下に扁平形状成形、シート形成及び樹脂硬化を行う。   2A and 2B show the fiber tension, oblate shape, heat curing, and sheet forming section 100B (molded primary curing section 100B1 and secondary curing section 100B2) of the manufacturing apparatus 100. The reinforcing fiber f2 that has been subjected to the twisting process and the resin impregnation process moves from the left side to the right side, and flat shape molding, sheet formation, and resin curing are performed under a predetermined tension.

更に説明すると、図1に示す繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aでは、複数(通常、3〜18個)の、本実施例では図面を簡単とするために3つの繊維供給用の巻き出しボビン(筒状の糸巻き)11(11a、11b、11c)が用意され、各ボビン11には、樹脂未含浸の強化繊維fを所定本数収束した強化繊維ストランド(強化繊維束)f1が巻回されている。   More specifically, in the fiber feeding, resin impregnation and winding section 100A shown in FIG. 1, a plurality of (usually 3 to 18) windings for supplying three fibers in this embodiment are provided to simplify the drawing. Out bobbins (cylindrical bobbin) 11 (11a, 11b, 11c) are prepared, and reinforcing fiber strands (reinforcing fiber bundles) f1 obtained by converging a predetermined number of reinforcing fibers f not impregnated with resin are wound around each bobbin 11. Has been.

各ボビン11に巻回された強化繊維束f1は、樹脂含浸槽17が配置された樹脂含浸工程へと連続的に送給される。同時に、強化繊維束f1には撚りが入れられる(強化繊維束供給、撚り加工工程)。   The reinforcing fiber bundle f1 wound around each bobbin 11 is continuously fed to the resin impregnation step in which the resin impregnation tank 17 is disposed. At the same time, the reinforcing fiber bundle f1 is twisted (supply of reinforcing fiber bundle, twisting process).

つまり、樹脂含浸工程へと送給された強化繊維束f1は、樹脂含浸槽17にて樹脂含浸され、樹脂含浸された強化繊維束f2は、撚りを入れながら巻き取り用ボビン22(22a、22b、22c)に巻き取られる(樹脂含浸、撚り加工工程)。   That is, the reinforcing fiber bundle f1 fed to the resin impregnation step is resin impregnated in the resin impregnation tank 17, and the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with the resin is wound around the bobbin 22 for winding (22a, 22b). 22c) (resin impregnation and twisting process).

図2(a)、(b)に示す繊維緊張、加熱硬化、シート形成セクション100Bでは、樹脂含浸され、且つ、撚りが入れられた強化繊維束f2は、複数(通常、50〜300個)の、本実施例では図面を分かり易くするために図1に対応して3つとされるボビン22(22a、22b、22c)から巻き出され、そして、ロール30から巻き出された固定用繊維材としてのメッシュ状織物3が接着されてシート状とされ、成形1次硬化セクション100B1の1次加熱硬化用加熱板装置27aへと導入され、加熱硬化(1次硬化)される。この時、樹脂含浸強化繊維束f2には、所定の緊張力が加えられた状態にて扁平形状成形と1次加熱硬化がなされる(強化繊維束緊張、扁平成形、1次加熱硬化工程)。扁平形状とされ、且つ、メッシュ状織物が接着されて1次硬化された強化繊維束f3は、引き続いて2次硬化セクション100B2の2次加熱硬化炉27bへと導かれ、更に加熱硬化(2次硬化)される(2次加熱硬化工程)。加熱硬化(2次硬化)された、メッシュ状織物3が接着され、複数本の強化繊維束、即ち、強化繊維プラスチック線材2がスダレ状に引き揃えられた扁平形状繊維強化プラスチック線材シート1は、巻き取り用のボビン31に巻き取られる。   In the fiber tension, heat curing, and sheet forming section 100B shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a plurality of (typically 50 to 300) reinforcing fiber bundles f2 impregnated with resin and twisted are provided. In this embodiment, as a fixing fiber material unwound from the bobbins 22 (22a, 22b, 22c) which are three corresponding to FIG. 1 for easy understanding of the drawing, and unwound from the roll 30. The mesh-shaped woven fabric 3 is bonded to form a sheet, which is introduced into the primary heating and curing heating plate device 27a of the molded primary curing section 100B1, and is cured by heating (primary curing). At this time, the resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 is subjected to flat shape molding and primary heat curing in a state in which a predetermined tension is applied (strengthening fiber bundle tension, oblate shape, primary heat curing step). The reinforcing fiber bundle f3 that is flattened and primary-cured by adhering the mesh fabric is subsequently guided to the secondary heat-curing furnace 27b of the secondary-curing section 100B2, and further heat-cured (secondary-curing). Cured) (secondary heat curing step). Heat-cured (secondary cured) mesh-shaped woven fabric 3 is bonded, and a plurality of reinforcing fiber bundles, that is, a flat-shaped fiber-reinforced plastic wire sheet 1 in which reinforcing fiber plastic wires 2 are aligned in a slender shape, It is wound on a bobbin 31 for winding.

次に、上記各工程を、更に詳しく説明する。   Next, the above steps will be described in more detail.

(強化繊維束供給、撚り加工工程)
本実施例では、図4をも参照するとより良く理解されるように、繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aでは、ボビン11(11a、11b、11c)は、巻き出し装置51に設けられた回転軸12(12a、12b、12c)に取り付けられ、さらに、この回転軸12は、巻き出し装置の回転主軸13(13a、13b、13c)に回転自在に取り付けられている。
(Reinforcement fiber bundle supply, twisting process)
In this embodiment, as will be better understood with reference also to FIG. 4, in the fiber feeding, resin impregnation and winding section 100A, the bobbins 11 (11a, 11b, 11c) are provided in the unwinding device 51. The rotary shaft 12 (12a, 12b, 12c) is attached to the rotary shaft 12 (13a, 13b, 13c) of the unwinding device.

各ボビン11(11a、11b、11c)は、駆動モータM及び歯車伝達機構Gにより、各ボビン11(11a、11b、11c)の回転軸12(12a、12b、12c)の回りに回転して、ボビン11(11a、11b、11c)に巻回された強化繊維束f1を巻き出す。同時に、各ボビン11(11a、11b、11c)は、それぞれ、上述のように、回転軸12(12a、12b、12c)の回りに回転しながら、回転軸12(12a、12b、12c)と共に回転主軸13(13a、13b、13c)の回りに回転される。   Each bobbin 11 (11a, 11b, 11c) is rotated around the rotation shaft 12 (12a, 12b, 12c) of each bobbin 11 (11a, 11b, 11c) by the drive motor M and the gear transmission mechanism G. The reinforcing fiber bundle f1 wound around the bobbin 11 (11a, 11b, 11c) is unwound. At the same time, each bobbin 11 (11a, 11b, 11c) rotates together with the rotating shaft 12 (12a, 12b, 12c) while rotating around the rotating shaft 12 (12a, 12b, 12c) as described above. It is rotated around the main shaft 13 (13a, 13b, 13c).

つまり、ボビン11は、回転軸12の回りに回転し、同時に回転主軸13の回りにも回転して、強化繊維束f1を巻き出す。   That is, the bobbin 11 rotates around the rotating shaft 12 and simultaneously rotates around the rotating main shaft 13 to unwind the reinforcing fiber bundle f1.

ボビン11から巻き出された強化繊維束f1は、ガイド14に形成したガイド穴15(15a、15b、15c)により案内され、入口ガイドロール16により樹脂含浸槽17内へと導入される。   The reinforcing fiber bundle f1 unwound from the bobbin 11 is guided by the guide holes 15 (15a, 15b, 15c) formed in the guide 14, and is introduced into the resin impregnation tank 17 by the inlet guide roll 16.

上記構成により、樹脂含浸槽17を設けた含浸工程へと供給される強化繊維束f1には撚りが入ったものが供給される。   With the above configuration, the reinforcing fiber bundle f1 supplied to the impregnation step provided with the resin impregnation tank 17 is supplied with a twist.

ボビン11の回転主軸13の回りの回転数と、強化繊維束f1の巻き出しスピードとを調節することにより、1m当たりに入れる撚り回数を制御することができる。   By adjusting the number of rotations of the bobbin 11 around the rotation main shaft 13 and the unwinding speed of the reinforcing fiber bundle f1, the number of twists per 1 m can be controlled.

本実施例によると、詳しくは後述するように、厚み(t)0.2mm〜5.0mm、幅(w)1.0mm〜10.0mmとされる扁平形状とされる前の繊維強化プラスチック線材の線径は、直径0.5mm〜8.0mmであることが好ましい。従って、含浸工程へと供給される強化繊維束f1は、例えば、強化繊維として炭素繊維を使用する場合には、線径6〜10μmの炭素繊維(フィラメント)fを3000〜320000本を収束した炭素繊維ストランド(炭素繊維束)f1を使用することとなる。   According to the present embodiment, as will be described in detail later, the fiber reinforced plastic wire before being flattened to have a thickness (t) of 0.2 mm to 5.0 mm and a width (w) of 1.0 mm to 10.0 mm. The wire diameter is preferably 0.5 mm to 8.0 mm. Accordingly, the reinforcing fiber bundle f1 supplied to the impregnation step is, for example, carbon in which 3000 to 320,000 carbon fibers (filaments) f having a wire diameter of 6 to 10 μm are converged when carbon fibers are used as reinforcing fibers. The fiber strand (carbon fiber bundle) f1 is used.

また、強化繊維束f1の撚り回数は、5回/m〜20回/mであることが好ましい。詳しくは後述する。   The number of twists of the reinforcing fiber bundle f1 is preferably 5 times / m to 20 times / m. Details will be described later.

(樹脂含浸工程)
樹脂含浸槽17には、マトリックス樹脂Rが収容されており、含浸槽17の入口部には、上述のように、強化繊維束f1を案内する入口ガイドローラ16が配置されている。また、含浸槽17内には、含浸ローラ18が配置されており、含浸槽17の出口部には出口ガイドローラ対19が配置されている。
(Resin impregnation process)
Matrix resin R is accommodated in the resin impregnation tank 17, and the inlet guide roller 16 for guiding the reinforcing fiber bundle f1 is disposed at the inlet of the impregnation tank 17 as described above. An impregnation roller 18 is disposed in the impregnation tank 17, and an outlet guide roller pair 19 is disposed at the outlet of the impregnation tank 17.

入口ガイドローラ16は、強化繊維束f1に樹脂を含浸させる工程において、含浸槽17に供給される強化繊維束f1を構成する複数の繊維fを、含浸前に揃える役目である。   The inlet guide roller 16 serves to align the plurality of fibers f constituting the reinforcing fiber bundle f1 supplied to the impregnation tank 17 before impregnation in the step of impregnating the reinforcing fiber bundle f1 with resin.

含浸ローラ18は、強化繊維束f1を強制的に樹脂Rに浸ける役目で、含浸槽17に溜められた樹脂Rの中に、少なくとも下半分以上は浸かった状態で使用される。   The impregnation roller 18 serves to forcibly immerse the reinforcing fiber bundle f1 in the resin R, and is used in a state where at least the lower half is immersed in the resin R stored in the impregnation tank 17.

出口ガイドローラ対19(19a、19b)は、樹脂が含浸された強化繊維束f2をしごく役目で、ここで樹脂付着量が制御される。   The pair of outlet guide rollers 19 (19a, 19b) serves to squeeze the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with the resin, and the resin adhesion amount is controlled here.

つまり、上下のローラ19a、19bの押し付け圧力を制御することにより、強化繊維束f2に含浸される樹脂量が制御される。   That is, the amount of resin impregnated in the reinforcing fiber bundle f2 is controlled by controlling the pressing pressure of the upper and lower rollers 19a, 19b.

本実施例では、強化繊維fに対するマトリックス樹脂の含浸量は、体積比率(Vf)で36%〜60%であることが好ましい。詳しくは後述する。   In this embodiment, the amount of the matrix resin impregnated with respect to the reinforcing fiber f is preferably 36% to 60% in volume ratio (Vf). Details will be described later.

樹脂含浸された強化繊維束f2は、ガイド20に形成したガイド穴21(21a、21b、21c)により案内され、巻き取り装置52における巻き取りボビン22(22a、22b、22c)により巻き取られる。   The resin-impregnated reinforcing fiber bundle f <b> 2 is guided by guide holes 21 (21 a, 21 b, 21 c) formed in the guide 20, and taken up by the take-up bobbins 22 (22 a, 22 b, 22 c) in the take-up device 52.

各巻き取りボビン22は、それぞれ、回転軸23(23a、23b、23c)の回りに回転駆動されている。   Each take-up bobbin 22 is rotationally driven around a rotation shaft 23 (23a, 23b, 23c).

樹脂含浸された強化繊維束f2を巻きつけたボビン22は、取り外され、図2に示す緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成セクション100Bにおける成形、加熱硬化、シート形成工程へと供給される。   The bobbin 22 around which the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with resin is wound is removed and supplied to the tension, oblate shape, heat curing, molding in the sheet forming section 100B, heat curing, and sheet forming steps shown in FIG.

(緊張、扁平成形、加熱硬化工程及びシート形成工程)
図2(a)、(b)を参照すると、緊張、扁平成形、加熱硬化及びシート形成セクション(以下の説明では、単に「成形硬化・シート形成セクション」と記載することもある。)100Bでは、上記巻き取り装置52にて樹脂含浸強化繊維束f2を巻き取った複数のボビン22(22a、22b、22c)が、巻き出し装置53の回転軸24(24a、24b、24c)に設置される。即ち、図1に示す前工程の巻き取りボビン22は、緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成工程における巻き出しボビンとして機能する。
(Tension, oblate shape, heat curing process and sheet forming process)
Referring to FIGS. 2 (a) and 2 (b), in tension, oblate shape, heat curing and sheet forming section (in the following description, it may be simply referred to as “molding / curing / sheet forming section”) 100B. A plurality of bobbins 22 (22a, 22b, 22c) wound up with the resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 by the winding device 52 are installed on the rotating shaft 24 (24a, 24b, 24c) of the unwinding device 53. That is, the winding bobbin 22 in the previous step shown in FIG. 1 functions as a winding bobbin in the tension, oblate shape, heat curing, and sheet forming steps.

巻き出しボビン22に巻かれた樹脂含浸した、撚り加工済みの未硬化強化繊維束f2は、ボビン22を回転軸24(24a、24b、24c)の回りに回転させることにより巻き出される。強化繊維束f2は、ガイド25を通って成形硬化・シート形成セクション100Bを通され、巻き取り装置54の巻き取りボビン31に巻き取られる。   The uncured reinforcing fiber bundle f2 that has been impregnated with resin and wound around the unwinding bobbin 22 is unwound by rotating the bobbin 22 around the rotation shaft 24 (24a, 24b, 24c). The reinforcing fiber bundle f <b> 2 passes through the guide 25, passes through the molding / curing / sheet forming section 100 </ b> B, and is wound around the winding bobbin 31 of the winding device 54.

成形硬化・シート形成セクション100Bは、樹脂含浸、撚り加工済みの未硬化強化繊維束f2を扁平形状に成形すると同時に固定用繊維材としてのメッシュ状織物3が接着され且つ1次硬化(半硬化)するための加熱板装置27aを備えた成形1次硬化セクション100B1と、扁平形状に成形され且つ半硬化された強化繊維束f3を2次硬化するための硬化炉27bを備えた2次加熱硬化セクション100B2とにて構成される。   In the molding / curing / sheet forming section 100B, the uncured reinforcing fiber bundle f2 that has been impregnated and twisted is molded into a flat shape, and at the same time, the mesh fabric 3 as a fixing fiber material is adhered and primary curing (semi-curing) A primary heat curing section 100B1 provided with a heating plate device 27a for carrying out, and a secondary heat curing section comprising a curing furnace 27b for secondary hardening of the reinforcing fiber bundle f3 formed into a flat shape and semi-cured. 100B2.

更に説明すると、この巻き出し装置53には、電磁ブレーキ等の機能が付与されており、ボビン22から巻き出される未硬化樹脂含浸強化繊維束f2に適切な緊張力を与えることができる。   More specifically, the unwinding device 53 is provided with a function such as an electromagnetic brake, and can impart appropriate tension to the uncured resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 unwound from the bobbin 22.

つまり、巻き出し装置53と加熱板装置27aとの間で、撚りが入れられた、且つ、未硬化樹脂含浸の強化繊維束f2に適切な緊張力を与えることにより、束となっている強化繊維fを一様に緊張し、強化繊維束f2の横断面形状を円形断面、即ち、丸形状とすることができる。   That is, the reinforcing fibers that are bundled by applying appropriate tension to the reinforcing fiber bundle f2 that is twisted and impregnated with the uncured resin between the unwinding device 53 and the heating plate device 27a. It is possible to uniformly strain f and to make the cross-sectional shape of the reinforcing fiber bundle f2 a circular cross-section, that is, a round shape.

尚、本願明細書、特許請求の範囲にて、「円形」とは、断面における縦方向、横方向における直径比が1.0〜1.5の範囲内とされる「略円形」をも含めて意味するものとする。   In the specification and claims of the present application, the term “circular” includes “substantially circular” in which the diameter ratio in the vertical and horizontal directions in the cross section is within the range of 1.0 to 1.5. Means.

このように、本実施例によれば、巻き出しボビン22に電磁ブレーキをかけつつ、未硬化強化繊維束f2を巻き出し、加熱板装置27a及び硬化炉27bを通して、巻き取りボビン31との間で、適切な緊張力をかけながら、加熱板装置27aにて扁平形状へと成形し(同時にメッシュ状織物3を接着し)、且つ1次硬化(半硬化)させ、次いで、加熱硬化炉27bにて樹脂を完全に硬化させる。   As described above, according to the present embodiment, the uncured reinforcing fiber bundle f2 is unwound while applying the electromagnetic brake to the unwinding bobbin 22, and between the unwinding bobbin 31 through the heating plate device 27a and the curing furnace 27b. While applying an appropriate tension, it is formed into a flat shape by the heating plate device 27a (at the same time, the mesh-like woven fabric 3 is bonded) and is first cured (semi-cured), and then in the heat curing furnace 27b. Allow the resin to cure completely.

本実施例にて、緊張力としては、樹脂含浸された強化繊維束f2に500g/本〜3000g/本の強さを付与するのが好ましい。   In this example, as the tension, it is preferable to impart a strength of 500 g / piece to 3000 g / piece to the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with the resin.

巻き出しボビン22から巻き出される撚り加工済みの、且つ、未硬化の樹脂含浸強化繊維f2は、ガイド25に形成したガイド穴26(26a、26b、26c)により案内され、加熱板装置27a、加熱硬化炉27bへと連続的に供給される。   Untwisted and uncured resin-impregnated reinforcing fiber f2 unwound from unwinding bobbin 22 is guided by guide holes 26 (26a, 26b, 26c) formed in guide 25, and heated plate device 27a, heating It is continuously supplied to the curing furnace 27b.

各巻き出しボビン22は、それぞれ、回転軸24(24a、24b、24c)の回りに回転駆動される。   Each unwinding bobbin 22 is rotationally driven around a rotating shaft 24 (24a, 24b, 24c).

本実施例にて、加熱板装置27aは、図3に示す構造とされる。   In this embodiment, the heating plate device 27a has a structure shown in FIG.

つまり、加熱板装置27aは、本実施例では、上下方向に対称配置され、且つ、互いに平行にしかも本実施例では水平に配置された2枚の第1及び第2加熱板27a1、27a2とを備えている。各加熱板27a1、27a2は、それぞれ、互いに対向する内側面を構成する、通常、例えば、鋼、ステンレススチールなどの金属製とされる成形用平板27a3、27a4と、成形用平板27a3、27a4の外側に一体に設けられたパネルヒータ(熱源)27a5、27a6を備えている。   That is, the heating plate device 27a includes two first and second heating plates 27a1 and 27a2 that are symmetrically arranged in the vertical direction in the present embodiment and that are arranged in parallel with each other and horizontally in the present embodiment. I have. Each of the heating plates 27a1 and 27a2 constitutes inner surfaces that face each other, and are usually made of metal such as steel or stainless steel, and are formed on the outer sides of the forming plates 27a3 and 27a4 and the forming plates 27a3 and 27a4. Are provided with panel heaters (heat sources) 27a5 and 27a6 provided integrally therewith.

各加熱板27a1、27a2は、互いに対向する内側面間に挿入される丸形状線材を厚み(t)、幅(w)の扁平形状の線材へと成形するために、少なくとも幅方向(加熱板装置27a内へと挿入される線材の移動方向に対して直交する方向)両側に厚み調整用シム板27a7が配置され、所定の距離(t1、ここで、t1>t)だけ離間されている。 Each of the heating plates 27a1 and 27a2 has at least a width direction (heating plate device) in order to form a round wire inserted between inner surfaces facing each other into a flat wire having a thickness (t) and a width (w). Thickness adjusting shim plates 27a7 are arranged on both sides (in a direction orthogonal to the moving direction of the wire rod inserted into 27a) and are separated by a predetermined distance (t1, where t1> t).

図示するように、各加熱板27a1、27a2は、厚み調整用シム板27a7を挟持して上下加熱板締付金具270にて一体とされる。即ち、上下加熱板締付金具270は、第1加熱板27a1の外側(図3にて上側)に位置した水平金具271と、第2加熱板27a2の外側(図3にて下側)に位置した水平金具272とを備えている。水平金具271、272は、幅方向において、第1、第2加熱板27a1、27a2の幅(W27a)より大とされ、両側へと突出している。水平金具271、272は、この突出した部分を利用して、ボルト273が貫通して配置され、ナット274にて締め付けることにより、各加熱板27a1、27a2及び厚み調整用シム板27a7を挟持して一体に保持する。図3では、上下加熱板締付金具270は、加熱板装置27aの長さL27aに沿って一つだけ図示されているが、加熱板装置27aの長さL27aに応じて適当数、例えば、2〜4個程度配置される。 As shown in the figure, the heating plates 27a1 and 27a2 are united by a vertical heating plate fastening bracket 270 with a thickness adjusting shim plate 27a7 interposed therebetween. That is, the upper and lower heating plate clamps 270 are positioned on the outer side of the first heating plate 27a1 (upper side in FIG. 3) and the outer side of the second heating plate 27a2 (lower side in FIG. 3). The horizontal metal fitting 272 is provided. The horizontal fittings 271 and 272 are larger than the width (W27a) of the first and second heating plates 27a1 and 27a2 in the width direction, and protrude to both sides. The horizontal metal fittings 271 and 272 are provided with bolts 273 penetrating using the protruding portions, and are clamped with nuts 274 to sandwich the heating plates 27a1 and 27a2 and the thickness adjusting shim plate 27a7. Hold it together. In FIG. 3, only one upper and lower heating plate clamp 270 is shown along the length L27a of the heating plate device 27a. However, an appropriate number, for example, 2 is selected according to the length L27a of the heating plate device 27a. About 4 pieces are arranged.

上述のように、本発明によれば、型が平板であることから上下間の隙間を調整することにより1つの型で種々の厚みの形状を作り出すことができる。   As described above, according to the present invention, since the mold is a flat plate, it is possible to create various thickness shapes with one mold by adjusting the gap between the upper and lower sides.

また、丸形状線材を扁平形状線材に成形する型が、平板形状であることから、型が薄くでき、狭い範囲で、2段、3段に上下に設置でき、一度に成形できる線材本数を増やすことができ効率的である。実際上、同時成形できる線材の本数は、従来の30本以上は可能であり、100〜300本程度は何ら問題ない。   In addition, since the mold for forming a round wire into a flat wire is a flat plate, the die can be made thin and installed vertically in two or three steps within a narrow range, increasing the number of wires that can be formed at one time. Can be efficient. In practice, the number of wires that can be simultaneously molded can be 30 or more, and there is no problem about 100 to 300 wires.

また、単に平板形状型内に樹脂を含浸した丸形状繊維束を引き込むだけでよいこと、及び、その上下に離型用の薄い布で保護され、金属の型と樹脂含浸の繊維束とが直接触れないことから、樹脂含浸の繊維束へのダメージが少なく、製造中の糸切れの頻度が殆どなく、大幅に成形歩留まりを上げることができることが分かった。   Moreover, it is only necessary to draw a round fiber bundle impregnated with a resin into a flat plate mold, and the metal mold and the fiber bundle impregnated with the resin are directly protected by a thin release cloth on the upper and lower sides thereof. Since it was not touched, it was found that there was little damage to the resin-impregnated fiber bundle, there was almost no frequency of yarn breakage during production, and the molding yield could be greatly increased.

一方、加熱硬化炉27bは、入口と出口以外、基本的には閉構造となっており、内部にヒーター機能、若しくは、熱風循環機能等を持ち、加熱板装置27aから送給される半硬化強化繊維f3を加熱できるようになっている。   On the other hand, the heating and curing furnace 27b basically has a closed structure except for the inlet and outlet, has a heater function or a hot air circulation function inside, and is semi-hardened to be fed from the heating plate device 27a. The fiber f3 can be heated.

ここで、本発明によれば、図2(b)、図3をも参照すると理解されるように、加熱板装置27aは、上下方向に対称配置された第1及び第2加熱板27a1、27a2の内側を、加熱板装置27a内へと挿入される線材の移動方向(即ち、加熱板装置27aの長さL27aの方向)に沿って上面ピールプライ63及び下面ピールプライ64が配置される。同様に、2次硬化炉27bにおいても、硬化炉27b内へと挿入される線材の移動方向(即ち、硬化炉27bの長さL27bの方向)に沿って上面ピールプライ63及び下面ピールプライ64が配置される。   Here, according to the present invention, as understood with reference to FIGS. 2B and 3, the heating plate device 27 a includes the first and second heating plates 27 a 1 and 27 a 2 arranged symmetrically in the vertical direction. The upper surface peel ply 63 and the lower surface peel ply 64 are arranged along the movement direction of the wire rod inserted into the heating plate device 27a (that is, the direction of the length L27a of the heating plate device 27a). Similarly, in the secondary curing furnace 27b, the upper surface peel ply 63 and the lower surface peel ply 64 are arranged along the moving direction of the wire inserted into the curing furnace 27b (that is, the direction of the length L27b of the curing furnace 27b). The

本実施例では、上面ピールプライ63及び下面ピールプライ64は、図2(a)、(b)に示すように、加熱板装置27aの入口側から2次硬化炉27bの出口側へと貫通して配置されている。つまり、上面ピールプライ63及び下面ピールプライ64は、それぞれ、加熱板装置27aの入口側に配置された巻き出しリール61a、62aから巻き出され、2次硬化炉27bの出口側に配置された巻取りリール61b、62bに巻き取られる。   In this embodiment, the upper surface peel ply 63 and the lower surface peel ply 64 are disposed so as to penetrate from the inlet side of the heating plate device 27a to the outlet side of the secondary curing furnace 27b, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Has been. That is, the upper surface peel ply 63 and the lower surface peel ply 64 are unwound from the unwinding reels 61a and 62a disposed on the inlet side of the heating plate device 27a, respectively, and are taken up on the outlet side of the secondary curing furnace 27b. It is wound around 61b and 62b.

上面ピールプライ63及び下面ピールプライ64は、成形硬化・シート形成セクション100B、即ち、成形1次硬化セクション100B1(即ち、加熱板装置27a内)及び2次硬化セクション100B2(即ち、2次硬化炉27b内)において、成形硬化・シート形成セクション100Bを移動する線材を上下にて挟持する態様で配置されている。   The upper surface peel ply 63 and the lower surface peel ply 64 are formed and molded and sheet forming section 100B, that is, molded primary curing section 100B1 (that is, in the heating plate device 27a) and secondary curing section 100B2 (that is, in the secondary curing furnace 27b). In FIG. 5, the wire moving in the molding / curing / sheet forming section 100B is arranged in such a manner as to be held vertically.

更に、本発明によれば、樹脂含浸強化繊維束f2が加熱板装置27aの第1及び第2の加熱板27a1、27a2に引き込まれる前に、固定用繊維材としてのメッシュ状に編まれたメッシュ状織物3が、複数本連続して供給される強化繊維束f2の上下面、若しくは、上下面のいずれかの片面に直接接触するようにしてロール30から巻き出されて、強化繊維束f2とピールプライ63(64)の間に挿入して連続的に供給される。図2に示す本実施例では、強化繊維束f2の下面側に強化繊維束f2と下面ピールプライ64との間に挿入して供給される。勿論、上述のように、強化繊維束f2の上面側であっても良く、上下両面に供給しても良い。   Furthermore, according to the present invention, before the resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 is drawn into the first and second heating plates 27a1 and 27a2 of the heating plate device 27a, the mesh knitted into a mesh as a fixing fiber material The woven fabric 3 is unwound from the roll 30 so as to be in direct contact with either one of the upper and lower surfaces or the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber bundle f2 supplied continuously, and the reinforcing fiber bundle f2 It is inserted between the peel plies 63 (64) and continuously supplied. In the present embodiment shown in FIG. 2, the reinforcing fiber bundle f2 is supplied by being inserted between the reinforcing fiber bundle f2 and the lower surface peel ply 64 on the lower surface side. Of course, as described above, it may be on the upper surface side of the reinforcing fiber bundle f2, or may be supplied to both the upper and lower surfaces.

従って、加熱板装置27a内では、第1及び第2の加熱板27a1、27a2の間で複数本の、通常、50〜200本の強化繊維束f2を扁平にすると同時に、メッシュ状織物3が扁平にされた強化繊維束f2に接着される。これにより、複数本の強化繊維束f2は、一方向にスダレ状に配列されてメッシュ状織物3に接着され、シート状に形成される。   Accordingly, in the heating plate device 27a, a plurality of, usually 50 to 200 reinforcing fiber bundles f2 are flattened between the first and second heating plates 27a1 and 27a2, and at the same time, the mesh fabric 3 is flattened. It adheres to the reinforced fiber bundle f2. As a result, the plurality of reinforcing fiber bundles f2 are arranged in a unidirectional manner and bonded to the mesh fabric 3 to form a sheet.

従って、巻き出し装置53から巻き出された撚り加工済みの未硬化樹脂含浸強化繊維束f2及び供給ロール30から巻き出されたメッシュ状織物3は、一体に接着されて連続したシート状とされ、上面ピールプライ63及び下面ピールプライ64にて上下方向から挟持された態様にて成形1次硬化セクション100B1(即ち、加熱板装置27a内)を移動される。この工程にて、強化繊維束f2は、丸形状から扁平形状への成形及び半硬化の加熱硬化が行われる。引き続いて、2次硬化セクション100B2(即ち、2次硬化炉27b内)へと導入され更なる加熱硬化が行われる。   Therefore, the twisted uncured resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 unwound from the unwinding device 53 and the mesh fabric 3 unwound from the supply roll 30 are integrally bonded into a continuous sheet, The molded primary curing section 100B1 (that is, in the heating plate device 27a) is moved in a manner sandwiched from above and below by the upper surface peel ply 63 and the lower surface peel ply 64. In this step, the reinforcing fiber bundle f2 is molded from a round shape to a flat shape and semi-cured by heat curing. Subsequently, it is introduced into the secondary curing section 100B2 (that is, in the secondary curing furnace 27b) and further heat curing is performed.

通常、成形硬化セクション100Bを移動するメッシュ状織物3が接着された強化繊維束(即ち、繊維強化シート1)の移動速度は0.3〜2.0m/分とされ、また、加熱板装置27a内の温度は、120〜140℃、2次硬化炉27b内の温度は、130〜150℃とされる。 Usually, the moving speed of the reinforcing fiber bundle (i.e., the fiber reinforced sheet 1) to which the mesh-like woven fabric 3 moving in the molding and hardening section 100B is bonded is 0.3 to 2.0 m / min, and the heating plate device 27a. The internal temperature is 120 to 140 ° C., and the temperature in the secondary curing furnace 27 b is 130 to 150 ° C.

成形硬化セクション100Bを移動する強化繊維束(及び、繊維強化シート)の移動速度、並びに、加熱板装置27a内の温度及び2次硬化炉27b内の温度は、含浸されている樹脂の種類によって決められる。   The moving speed of the reinforcing fiber bundle (and the fiber reinforced sheet) moving through the molding and curing section 100B, the temperature in the heating plate device 27a, and the temperature in the secondary curing furnace 27b are determined by the type of resin impregnated. It is done.

加熱板装置27a、硬化炉27bの長さ(L27a、L27b)を長くすることにより、繊維強化プラスチック線材(即ち、繊維強化シート)の製造スピードが上げられ、後で述べる金型を用いた方式より高生産性を達成することができる。   By increasing the length (L27a, L27b) of the heating plate device 27a and the curing furnace 27b, the production speed of the fiber reinforced plastic wire (that is, fiber reinforced sheet) can be increased. High productivity can be achieved.

上記上面ピールプライ63及び下面ピールプライ64は、強化繊維束に含浸された樹脂との離型性を持った高密度織物とされる。   The upper surface peel ply 63 and the lower surface peel ply 64 are high density fabrics having releasability from the resin impregnated in the reinforcing fiber bundle.

本発明において、「高密度織物」とは、加熱板装置内に強化繊維束を引き込み、通過させる際、強化繊維束を傷つけないように、金型との間の緩衝材として働き、強化繊維束を守る役目と、2次硬化炉内で一方向に撚りを入れられた扁平形状の製品が捻じれないように拘束し、出側の巻き取り装置に捻じれのない扁平ストランドを供給する役目、及び高密度織物を剥いだ後、扁平ストランドの表面に、微小な凹凸を発生させ、構造物に貼り付けて補強する時、若しくは、樹脂の中に入れて補強材として使用する時、樹脂との付着性を大きく向上させる役目を持っている。   In the present invention, the “high-density fabric” refers to a reinforcing fiber bundle that acts as a buffer material between the mold and the reinforcing fiber bundle so as not to damage the reinforcing fiber bundle when the reinforcing fiber bundle is drawn into and passed through the heating plate device. To protect the flat product twisted in one direction in the secondary curing furnace so as not to twist, and to supply a flat strand without twist to the take-up winding device, And after peeling the high-density fabric, when the surface of the flat strand generates minute irregularities and is reinforced by sticking to the structure, or when used in the resin as a reinforcing material, Has the role of greatly improving adhesion.

そのためには、樹脂との離型性をある程度持っていることは、勿論であるが、織物の折り目の間で入り込まないように、緻密な織り構造であることが必要である。そのためには、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計本数が210本以上投入された、高密度の織物が必須となる。例えば、縦糸×緯糸(50D×75D、75D×75D、84D×84Dなど)をインチ長さ間で投入本数が合計210本以上となるように配置された高密度織物である。   For that purpose, it is necessary to have a dense woven structure so as not to enter between the folds of the woven fabric, as a matter of course to have a parting property with the resin. For that purpose, a high-density woven fabric in which the total number of warp yarns and weft yarns between inch lengths is 210 or more is indispensable. For example, it is a high-density woven fabric in which warps × wefts (50D × 75D, 75D × 75D, 84D × 84D, etc.) are arranged so that the total number of input yarns is 210 or more between inch lengths.

このような役目を果たすものとして、離型フィルムも考えられるが、離型フィルムは剥がれやすくするために、離型剤が必要となったり、フィルムを剥いだ後、表面が円滑で樹脂との付着性が十分でないという問題があり、あまり推薦できない。   A mold release film is also considered as one that fulfills such a role, but a mold release agent is necessary to make the mold release film easy to peel off, or after peeling the film, the surface is smooth and adheres to the resin. There is a problem that the sex is not enough, so I can not recommend much.

本実施例にて、高密度織物は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、などの連続フィラメント糸の単独織物、若しくは、混合織物のいずれかとされる。   In this embodiment, the high-density fabric is either a single fabric of continuous filament yarn such as polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber, or a mixed fabric.

上述のように、高密度織物は、インチ長さ間の縦糸、緯糸が合計210本以上、通常400本以下、配置された織物であり、平織物であるのが好ましい。また、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計が210本未満であると、剥がれ難いといった問題がある。また、400本を越えると高価となるといった問題がある。また、本実施例にて、織物の厚みt2は、0.1〜0.3mmとされ、通常0.15〜0.2mmの厚みが好適である。   As described above, the high-density fabric is a fabric in which warps and wefts between inch lengths are arranged in a total of 210 or more, usually 400 or less, and is preferably a plain fabric. Further, when the total of warp yarns and weft yarns between inch lengths is less than 210, there is a problem that peeling is difficult. Moreover, there is a problem that if it exceeds 400, the cost becomes high. In this embodiment, the thickness t2 of the woven fabric is 0.1 to 0.3 mm, and a thickness of 0.15 to 0.2 mm is usually preferable.

次に、本実施例にて使用する、線材固定材である固定用繊維材3について説明する。   Next, the fixing fiber material 3 which is a wire fixing material used in the present embodiment will be described.

上述した固定用繊維材としてのメッシュ状織物3は、例えば、図6に示すように、縦糸3a及び緯糸3bから成る2軸構成のメッシュ状織物とすることができる。勿論、2軸構成に限定されるものではなく、3軸、その他多軸の構成とすることもできる。特に制限されないが、各縦糸3a、緯糸3bの離間距離w1、w2は、作製された繊維シート1の取り扱い性を考慮して、通常0.1〜100mm間隔の範囲で選定される。離間距離w1、w2は、同じでもよく、異なる値とすることもできる。   For example, as shown in FIG. 6, the mesh fabric 3 as the fixing fiber material can be a biaxial mesh fabric made of warp yarns 3 a and weft yarns 3 b. Of course, the configuration is not limited to the two-axis configuration, and a three-axis configuration or other multi-axis configuration may be used. Although not particularly limited, the separation distances w1 and w2 between the warp yarns 3a and the weft yarns 3b are usually selected within a range of 0.1 to 100 mm in consideration of the handleability of the produced fiber sheet 1. The separation distances w1 and w2 may be the same or different values.

糸条としては、直径50〜1000μmとされる、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維などの合糸品を使用することができる。   As the yarn, synthetic yarns such as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, polyester fiber, and vinylon fiber having a diameter of 50 to 1000 μm can be used.

固定用繊維材3としては、本実施例では、メッシュ状織物を使用する態様について説明したが、これに限定されるものではない。従来使用されている、織物ではなく単に糸条を互いに重ね合わせて融着した2軸以上の多軸で作製された融着メッシュ支持体シートを使用できる。   In this embodiment, the fixing fiber material 3 has been described with respect to an embodiment in which a mesh-like woven fabric is used. However, the fixing fiber material 3 is not limited to this. Instead of a woven fabric, a conventionally used fused mesh support sheet made of multi-axials of two or more axes obtained by simply superimposing yarns on each other and fusing them can be used.

融着メッシュ支持体シートとしては、例えば直径2〜50μmのガラス繊維或いは有機繊維に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させた糸条からなる2軸以上の多軸で作製された融着メッシュ支持体シート、又は、芯部をなす直径2〜50μmのガラス繊維或いは有機繊維の表面に熱融着性樹脂(例えば、熱融着性ポリエステル)を配した二重構造の複合繊維からなる融着メッシュとされる支持体シートなども使用し得る。更に、固定用繊維材3としては、ガラス繊維或いは有機繊維などにて作製される厚さが0.1〜0.3mm程度とされる不織布等も使用し得る。   As the fused mesh support sheet, for example, a fused mesh made of multiaxial shafts of two or more axes consisting of yarns in which glass fibers or organic fibers having a diameter of 2 to 50 μm are pre-impregnated with a low melting point type thermoplastic resin. Fusion made of double-component composite fiber in which a heat-fusible resin (for example, heat-fusible polyester) is arranged on the surface of a support sheet or glass fiber or organic fiber having a diameter of 2 to 50 μm forming a core part A support sheet made of a mesh can also be used. Furthermore, as the fixing fiber material 3, a nonwoven fabric having a thickness of about 0.1 to 0.3 mm made of glass fiber or organic fiber can be used.

上記説明した本発明に従った製造方法によれば、次のような利点がある。   The manufacturing method according to the present invention described above has the following advantages.

先ず、扁平形状の繊維強化プラスチック線材を丸形状線材と同様に引き抜き成形で作る場合は、金型上の制約があり、穴数の限界で製造本数の制約がある。また、マトリックス樹脂のくっ付き防止のため、離型剤の使用が必須となり、成形後の製品と後で接着させる樹脂やコンクリートとの接着がうまく行かないという問題が発生していた。   First, when a flat fiber reinforced plastic wire is made by drawing like the round wire, there are restrictions on the mold, and there is a restriction on the number of production due to the limit of the number of holes. Further, in order to prevent the matrix resin from sticking, it is essential to use a mold release agent, and there has been a problem that the product after molding and the resin or concrete to be bonded later do not adhere well.

つまり、品質面において、本発明の方法は、従来の引き抜き成形における金型方式と違って離型剤を使用しないため、出来上がった繊維強化プラスチック線材と接着剤との接着力が良く、繊維強化プラスチック線材の表面の目粗し等の処理が不要になり、線材表面に疵を付ける危険も無く、更に、別工程でシート化する作業が不要であり、品質面、コスト面で優れている。   In other words, in terms of quality, the method of the present invention does not use a mold release agent unlike the conventional mold method in pultrusion molding, so the adhesive strength between the finished fiber-reinforced plastic wire and the adhesive is good, and the fiber-reinforced plastic There is no need for roughening the surface of the wire, there is no risk of wrinkling the surface of the wire, and there is no need for sheeting in a separate process, which is excellent in terms of quality and cost.

また、本発明者らの研究実験の結果によると、扁平形状の線材は、樹脂含浸した複数本の繊維(繊維束)に撚りを入れ、一定張力で引っ張り、丸形状にした後、平板形状の型(金型)で一定厚みに成形しないと、均一に近い幅で製作できないことが分かった。つまり、扁平にする前の形状がランダムな形状では、一定板厚(t)で、均一に近い幅(w)での成形はできない。   Further, according to the results of the research experiments by the present inventors, the flat wire rod is formed by twisting a plurality of fibers (fiber bundles) impregnated with resin, pulling them with a constant tension, rounding them, It was found that if the mold (mold) was not molded to a certain thickness, it could not be produced with a nearly uniform width. That is, when the shape before flattening is random, molding with a constant plate thickness (t) and a nearly uniform width (w) cannot be performed.

更に、本発明者らは、丸形状を扁平形状とするために平板形状の型(金型)を使用し、平板形状型と扁平な製品との離型は、離型剤を使用するのではなく、接着剤と接着しない薄い布(ポリエステル系の織物とされるピールプライ)を、成形する上下面に連続して挿入し、硬化後、剥ぎ取ることで対応し得ることが分かった。この方法は、引き抜き成形では、形状を持った金型のため皺が発生し、採用が困難であった。   Furthermore, the present inventors use a flat plate-shaped mold (mold) in order to make the round shape into a flat shape, and a mold release agent is used for releasing the flat plate-shaped mold from the flat product. In addition, it was found that a thin cloth (a peel ply made of a polyester woven fabric) that does not adhere to the adhesive can be continuously inserted into the upper and lower surfaces to be molded, and then cured and peeled off. This method is difficult to adopt in the pultrusion molding because wrinkles are generated due to the mold having a shape.

また、丸形状を扁平形状に成型する型が、平板形状であることから、型が薄くでき、狭い範囲で、2段、3段に上下に設置することもでき、一度に成形できる本数を増やすことが可能であり、効率的である。上述のように、最大300本程度までは可能である。   Also, since the mold that molds the round shape into a flat shape is a flat plate shape, the mold can be made thin, and can be installed vertically in two or three steps within a narrow range, increasing the number of molds that can be molded at one time. It is possible and efficient. As described above, up to about 300 is possible.

一方、型が平板であることから上下間の隙間を調整することにより1つの型で種々の厚みの形状のものを作り出すことができる。   On the other hand, since the mold is a flat plate, it is possible to create a variety of shapes with a single mold by adjusting the gap between the upper and lower sides.

つまり、本実施例の方式では、加熱板装置27a及び硬化炉27bの内断面積の全体を使用して樹脂含浸強化繊維を配置し、通すことができ、限られた容積内で、一度に製造できる本数が、従来の引き抜き成形のような金型方式に比較し格段に多く、非常に効率のよい製造方法となっている。   That is, in the system of the present embodiment, the resin impregnated reinforcing fibers can be arranged and passed using the entire inner cross-sectional area of the heating plate device 27a and the curing furnace 27b, and manufactured at a time within a limited volume. The number of products that can be produced is much higher than that of a conventional mold method such as pultrusion molding, which is a very efficient manufacturing method.

また、本実施例の方式では、丸形状線材を成形するには、強化繊維にある一定以上の撚りを入れた樹脂含浸した強化繊維に、適切な緊張力を付与することにより達成することができる。また、本実施例の方式では、樹脂含浸の丸形状繊維束を単に平板形状型内に引き込むだけでよいこと、及び、その上下に離型用の薄い布(高密度織物)で保護され、金属の型と樹脂含浸の繊維束とが直接触れないことから、樹脂含浸の繊維束へのダメージが少なく、製造中の糸切れの頻度が殆どなく、大幅に成形歩留まりを上げ得ることが分かった。   Further, in the method of this embodiment, the round wire can be formed by applying an appropriate tension to the resin-impregnated reinforcing fiber in which a certain amount or more of the reinforcing fiber is twisted. . Further, in the system of this example, the resin-impregnated round fiber bundle only needs to be drawn into the flat plate mold, and the upper and lower sides thereof are protected by a thin cloth (high-density fabric) for release, and the metal Since the mold and the resin-impregnated fiber bundle were not in direct contact with each other, it was found that there was little damage to the resin-impregnated fiber bundle, there was almost no thread breakage during production, and the molding yield could be greatly increased.

上述のように、一定厚で、略一定幅とされる扁平形状の繊維強化プラスチック線材を連続的に極めて効率よく製造することができることから、扁平形状繊維強化プラスチック線材シートを、効率良く、連続して製造することができる。また、このようにして製造した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートは、離型剤不要、製作後の製品の目粗し不要、更に、別工程でシート化する作業が不要等で、大幅なコスト削減と品質改善を達成できる。   As described above, since a flat fiber-reinforced plastic wire rod having a constant thickness and a substantially constant width can be produced continuously and very efficiently, a flat fiber-reinforced plastic wire sheet can be efficiently and continuously produced. Can be manufactured. In addition, the flat fiber reinforced plastic wire sheet produced in this way requires no release agent, does not require roughening of the product after manufacture, and further eliminates the need for sheeting in a separate process. And achieve quality improvement.

(繊維強化プラスチック線材)
次に、図5を用いて、本発明の製造方法によって作製される本発明の特徴をなす繊維強化プラスチック線材2について説明する。
(Fiber reinforced plastic wire)
Next, with reference to FIG. 5, the fiber-reinforced plastic wire 2 having the characteristics of the present invention manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.

図5に、本実施例の製造法で製造される繊維強化プラスチック線材2の断面を示す。繊維強化プラスチック線材2は、横断面形状が扁平形状、即ち、矩形状とされ、複数本の強化繊維fにマトリックス樹脂Rが含浸されている。   In FIG. 5, the cross section of the fiber reinforced plastic wire 2 manufactured with the manufacturing method of a present Example is shown. The fiber reinforced plastic wire 2 has a flat cross section, that is, a rectangular shape, and a plurality of reinforcing fibers f are impregnated with a matrix resin R.

本実施例の製造法で製造される繊維強化プラスチック線材2には、撚りが1m当り5回から20回の範囲のいずれかで入れられている。5回/m未満であると樹脂硬化前にテンションをいれても安定した円形状(丸形状)を確保するのが難しく、撚りが20回/mを越えると扁平の形状の成形が難しくなり、20回/mを越えることは好ましくない。特に、撚りは、10回/mから15回/mの範囲が最適である。   In the fiber reinforced plastic wire 2 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment, the twist is put in any of 5 to 20 times per 1 m. If it is less than 5 times / m, it is difficult to ensure a stable circular shape (round shape) even if tension is applied before resin curing, and if the twist exceeds 20 times / m, it becomes difficult to form a flat shape, It is not preferable to exceed 20 times / m. In particular, the twist is optimally in the range of 10 times / m to 15 times / m.

又、この繊維強化プラスチック線材2を構成する強化繊維fとマトリックス樹脂Rとの比率は、マトリックス樹脂の体積比率(Vf)で、36%から60%の範囲が使用可能である。36%未満であると樹脂が不足し、製造後の繊維強化プラスチック線材2の強度等の物性が低下する。一方、60%を越えると過剰となり、樹脂硬化時に樹脂ダレが発生し丸形状を確保するのが難しくなる。特に、マトリックス樹脂の体積比率は、40%から50%の範囲が最適である。   The ratio of the reinforcing fiber f and the matrix resin R constituting the fiber reinforced plastic wire 2 is a volume ratio (Vf) of the matrix resin, and a range of 36% to 60% can be used. If it is less than 36%, the resin is insufficient, and physical properties such as strength of the fiber-reinforced plastic wire 2 after production are lowered. On the other hand, if it exceeds 60%, it becomes excessive, and resin sagging occurs when the resin is cured, making it difficult to ensure a round shape. In particular, the volume ratio of the matrix resin is optimally in the range of 40% to 50%.

さらに、マトリックッス樹脂を硬化させる際にいれるテンション(緊張)力に関しては繊維束(ストランド)f1に対し500g/本から3000g/本が妥当である。500g/本未満だと、丸形状を確保するのが難しくなり、3000g/本を越えると製造途中で強化繊維fが破断するというトラブルが発生し、安定した製造ができなくなるという問題がでてくる。テンション力は、特に、1000g/本から2000g/本の範囲が最適である。   Further, regarding the tension force to be applied when the matrix resin is cured, it is appropriate that the tension is 500 g / strand to 3000 g / strand for the fiber bundle (strand) f1. If it is less than 500 g / piece, it will be difficult to secure a round shape, and if it exceeds 3000 g / piece, there will be a problem that the reinforcing fiber f breaks during production, resulting in a problem that stable production cannot be achieved. . In particular, the tension force is optimally in the range of 1000 g / line to 2000 g / line.

本実施例の製造法で製造される扁平形状繊維強化プラスチック線材2は、厚み(t)0.2mm〜5.0mm、幅(w)1.0mm〜10.0mm、が妥当である。厚み(t)が0.2mm未満であると、製造時に強化繊維fの破断が頻発する。一方、厚み(t)が5.0mmを超えると、樹脂含浸強化繊維f2を巻き取る際に、繊維fの腰折れが発生し、硬化後の繊維強化プラスチック線材2の強度等の物性低下が著しくなる。繊維強化プラスチック線材2は、特に、厚み(t)0.4mm〜1.5mm、幅(w)1.2mm〜4.5mm、が好適である。   As for the flat shape fiber reinforced plastic wire 2 manufactured by the manufacturing method of a present Example, thickness (t) 0.2mm-5.0mm and width (w) 1.0mm-10.0mm are appropriate. When the thickness (t) is less than 0.2 mm, the reinforcing fiber f frequently breaks during production. On the other hand, when the thickness (t) exceeds 5.0 mm, when the resin-impregnated reinforcing fiber f2 is wound up, the fiber f is folded back, and the physical properties such as strength of the fiber-reinforced plastic wire 2 after curing are significantly reduced. . In particular, the fiber reinforced plastic wire 2 preferably has a thickness (t) of 0.4 mm to 1.5 mm and a width (w) of 1.2 mm to 4.5 mm.

一方、本実施例の製造法においては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、PBO(ポリフェニレンベンズビスオキサゾール)繊維、ポリエステル繊維が使用可能であるが、中でも炭素繊維が好適に使用される。電気絶縁を要するマーケット、金属との電気腐食のあるマーケット等の特殊用途向けに他の繊維が使用される。   On the other hand, in the production method of the present embodiment, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, PBO (polyphenylene benzbisoxazole) fiber, and polyester fiber can be used. Among these, carbon fiber is preferably used. Other fibers are used for special applications such as markets requiring electrical insulation, markets with electrical corrosion with metals.

又、本実施例の製造法においては、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、MMA樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂が使用可能であるが、中でもエポキシ樹脂が好適に使用される。高温で使用されるマーケット、特殊耐食性の要求されるマーケット等の特殊用途向けに他の樹脂が用いられる。   Moreover, in the manufacturing method of a present Example, although an epoxy resin, vinyl ester resin, MMA resin, unsaturated polyester resin, and a phenol resin can be used, an epoxy resin is used suitably especially. Other resins are used for special applications such as a market used at high temperatures and a market requiring special corrosion resistance.

(実験例1:扁平形状繊維強化プラスチック線材の製造)
次に、本実施例の扁平形状繊維強化プラッスチック線材2の製造について更に具体的に実験例について説明する。
(Experimental example 1: Production of flat fiber reinforced plastic wire)
Next, an experimental example will be described in more detail with respect to the production of the flat fiber-reinforced plastic wire 2 according to the present embodiment.

本実験例1では、図1〜図4の装置を用いて、ただし、メッシュ状織物3を使用することなく、基本製品として、下記の態様にて扁平形状繊維強化プラスチック線材2を製造した。   In this Experimental Example 1, the flat fiber-reinforced plastic wire 2 was manufactured as a basic product using the apparatus shown in FIGS. 1 to 4 without using the mesh-like woven fabric 3 in the following manner.

強化繊維fは、平均径7μm、収束本数15000本のPAN系炭素繊維ストランド(炭素繊維束f1)(三菱レイヨン株式会社製「TR50」(商品名))を用い、マトリックス樹脂Rとして、120℃硬化のエポキシ樹脂(三井化学株式会社製「エポミックR140P」(商品名))を使用した。   Reinforcing fiber f uses PAN-based carbon fiber strand (carbon fiber bundle f1) (“TR50” (trade name) manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) having an average diameter of 7 μm and a converged number of 15000, and cured at 120 ° C. as matrix resin R. Epoxy resin (“Epomic R140P” (trade name) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was used.

本実験例にて、撚り回数は10回/mとし、樹脂含浸量として、樹脂体積比率(Vf)45%で樹脂未硬化の樹脂含浸ストランド(炭素繊維束f2)を製造した。加熱板装置27aの両加熱板間隔(t1)は0.8mmとし、ストランド走行方向長さ(L27a)は、1.5m、幅(W27a)は、300mm、とした。加熱板27a1、27a2の温度は、120℃とした。   In this experimental example, the number of twists was 10 times / m, and the resin-impregnated strand (carbon fiber bundle f2) was produced with a resin volume ratio (Vf) of 45% as the resin impregnation amount. The distance between the two heating plates (t1) of the heating plate device 27a was 0.8 mm, the length in the strand running direction (L27a) was 1.5 m, and the width (W27a) was 300 mm. The temperature of the heating plates 27a1 and 27a2 was 120 ° C.

2次加熱炉27bは、幅(W27b)400mm、長さ(L27b)10m、硬化炉内温度140℃であった。   The secondary heating furnace 27b had a width (W27b) of 400 mm, a length (L27b) of 10 m, and a curing furnace temperature of 140 ° C.

樹脂含浸ストランドf2は、テンション力2000g/本が付加され、上面、下面ピールプライ63、64の間に挟持されて、加熱板装置27a及び硬化炉27b内を移動速度5mm/secにて移動された。   The resin impregnated strand f2 was applied with a tension force of 2000 g / strand and was sandwiched between the upper surface and lower surface peel plies 63 and 64 and moved in the heating plate device 27a and the curing furnace 27b at a moving speed of 5 mm / sec.

本実験例では、上面、下面ピールプライ63、64としては、エアーテック社製の高密度織物である「Release Ply F」(商品名)を使用した。この高密度織物の仕様は以下の通りであった。   In this experimental example, “Release Ply F” (trade name), which is a high-density fabric manufactured by Airtech, was used as the upper and lower surface peel plies 63 and 64. The specifications of this high density fabric were as follows.

高密度織物
繊維 ポリエステル繊維
目付け 95g/m2
縦糸、緯糸の合計:230本/インチ間
厚さ(t2) 0.15mm
High density fabric Fiber Polyester fiber Weight 95g / m 2
Total of warp and weft: 230 / inch Thickness (t2) 0.15mm

上記構成にて、樹脂含浸ストランドf2は、加熱板装置27aにて断面が矩形状に成形された1次硬化(半硬化)状態のストランドf3とされ、その後、2次硬化炉27b内にて完全に硬化された繊維強化プラスチック線材2が得られた。繊維強化プラスチック線材2は、2次硬化炉27bの出口にて、上面、下面ピールプライ63、64から極めて円滑に、何ら問題なく剥離された。   With the above configuration, the resin-impregnated strand f2 is made into a primary-cured (semi-cured) strand f3 having a rectangular cross section formed by the heating plate device 27a, and then completely in the secondary-curing furnace 27b. Thus, a fiber-reinforced plastic wire 2 cured in the above manner was obtained. The fiber reinforced plastic wire 2 was peeled off from the upper surface and lower surface peel plies 63 and 64 very smoothly and without any problems at the outlet of the secondary curing furnace 27b.

このようにして得た繊維強化プラスチック線材2は、厚さ(t)0.6mm、幅(w)1.7mmの扁平形状の断面を有していた。   The fiber reinforced plastic wire 2 thus obtained had a flat cross section with a thickness (t) of 0.6 mm and a width (w) of 1.7 mm.

比較材として、撚り回数3回/m、5回/m、20回/m、30回/mを入れたものを、他の製造条件は、上記基本製品と同様にして製造した。   As a comparative material, a material in which the number of twists was 3 times / m, 5 times / m, 20 times / m, and 30 times / m was produced in the same manner as the above basic product under the other production conditions.

これら繊維強化プラスチック線材を、それぞれ、断面形状について比較した。結果を表1に示す。   Each of these fiber-reinforced plastic wires was compared in terms of cross-sectional shape. The results are shown in Table 1.

Figure 0005624871
Figure 0005624871

上記の表から分かるように、撚り回数5回/m未満だと、幅変動が基準幅±20%を超え、ストランドシートとして使用する際、ストランド間の隙間を大きくとる必要があり、繊維含有量を増やす目的を達成することが難しくなる。   As can be seen from the above table, if the number of twists is less than 5 times / m, the width variation exceeds the reference width ± 20%, and when used as a strand sheet, it is necessary to take a large gap between the strands, and the fiber content It becomes difficult to achieve the purpose of increasing

一方、撚り回数20回/mを超え始めると、製品の厚みが、金型のセット厚みから、乖離を始め、制御が利かなくなり、目標の厚みを得ることが難しくなる。これは、2次硬化の際、高温のため樹脂が柔らかく撚りにより繊維がふくらみ、厚みが戻ることに起因すると思われる。   On the other hand, if the number of twists starts to exceed 20 times / m, the thickness of the product starts to deviate from the set thickness of the mold, the control becomes ineffective, and it becomes difficult to obtain the target thickness. This is probably because the resin is soft due to the high temperature during secondary curing, and the fibers swell due to twisting and the thickness returns.

次に、撚り回数10回/mを固定して、樹脂含浸量をそれぞれ、樹脂体積比率で45%、36%、30%、60%、65%に変更したものを、他の製造条件は、本実験例の上記基本製品と同じで製造した。   Next, the number of twists of 10 times / m was fixed, and the resin impregnation amount was changed to 45%, 36%, 30%, 60%, 65%, respectively, in the resin volume ratio. It was manufactured in the same manner as the basic product in this experimental example.

これら繊維強化プラスチック線材を、それぞれ、断面形状について比較し、また、製品の引張試験を実施して比較した。結果を表2に示す。   Each of these fiber reinforced plastic wires was compared in terms of cross-sectional shape, and compared by performing a tensile test on the product. The results are shown in Table 2.

Figure 0005624871
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上記の表から分かるように、樹脂含浸量が36%未満になると、樹脂不足から表面にカサツキが多発し、強度低下が起こり、また樹脂含浸量60%を超えると、樹脂量が増え、樹脂流れが大きくなり、製品幅が変動し、形状の確保が難しくなることが分かる。   As can be seen from the above table, if the resin impregnation amount is less than 36%, the surface is frequently rusted due to insufficient resin and the strength is reduced. If the resin impregnation amount exceeds 60%, the resin amount increases and the resin flow increases. It becomes clear that the product width varies and the shape is difficult to secure.

なお、高密度織物に付着する樹脂量を測定した結果、ストランド1本に含まれる樹脂量の約10%から15%が付着し、結果、硬化したストランドはその分樹脂含有率が低くなることが分かった。   As a result of measuring the amount of resin adhering to the high-density fabric, about 10% to 15% of the amount of resin contained in one strand adheres, and as a result, the cured strand has a lower resin content. I understood.

次に、撚り回数10回/m、樹脂含浸量45%で固定し、樹脂硬化時のテンション力を2000g/本、400g/本、500g/本、3000g/本、3500g/本に変更したものを、他の製造条件は、本実験例の上記基本製品と同じで製造した。   Next, the number of twists was 10 times / m and the resin impregnation amount was fixed at 45%, and the tension force at the time of resin curing was changed to 2000 g / line, 400 g / line, 500 g / line, 3000 g / line, 3500 g / line. The other production conditions were the same as those of the basic product of this experimental example.

これら繊維強化プラスチック線材を、それぞれ、断面形状について比較し、また、製品の引張試験を実施して比較した。結果を表3に示す。   Each of these fiber reinforced plastic wires was compared in terms of cross-sectional shape, and compared by performing a tensile test on the product. The results are shown in Table 3.

Figure 0005624871
Figure 0005624871

上記の表から分かるように、テンション力が500g/本未満になると、幅変動が基準幅の±20%を超えた状態となり、一定厚み内で繊維含有率を上げる目的から外れ、扁平ストランドとしての役目を果たさなくなる。テンション力3000g/本を超えると、製造時に炭素繊維の破断が発生し、製造が難しくなると同時に、製品の強度低下が著しくなることが分かる。   As can be seen from the above table, when the tension force is less than 500 g / strand, the width variation exceeds ± 20% of the reference width, which is out of the purpose of increasing the fiber content within a certain thickness. No longer play a role. It can be seen that when the tension force exceeds 3000 g / piece, the carbon fiber breaks during production, making the production difficult, and at the same time reducing the strength of the product.

(実験例2:扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造)
本実験例2では、図1〜図4の装置を用いて、実験例1と同様の製造条件にて、かつ、実験例1と異なりメッシュ状織物3を成形硬化・シート形成セクション100Bに供給しながら、本発明に従った扁平形状繊維強化プラスチック線材シート(繊維強化シート)1を製造した。繊維強化シート1は、図6に示すように、線材2を一方向に引き揃えてスダレ状に配置し、各線材2を互いに空隙(g)(g=0.1〜20.0mm)だけ近接離間して、固定用繊維材3にて固定して作製される。
(Experimental example 2: Production of flat fiber reinforced plastic wire sheet)
In Experimental Example 2, using the apparatus shown in FIGS. 1 to 4, mesh fabric 3 is supplied to the forming and curing / sheet forming section 100B under the same manufacturing conditions as in Experimental Example 1 and unlike Experimental Example 1. However, a flat fiber reinforced plastic wire sheet (fiber reinforced sheet) 1 according to the present invention was produced. As shown in FIG. 6, the fiber reinforced sheet 1 is formed by arranging the wires 2 in one direction and arranging them in a saddle shape, and the wires 2 are close to each other by a gap (g) (g = 0.1 to 20.0 mm). It is separated and fixed by the fixing fiber material 3.

つまり、扁平形状繊維強化プラスチック線材2の製造は、実験例1における基本製品と同じ構成となるように、即ち、厚さ(t)0.6mm、幅(w)1.7mmの線材2を製造し得るように、実験例1と同様の使用材料、製造条件、等を設定した。成形硬化・シート形成セクション100Bに供給した扁平形状繊維強化プラスチック線材2は、80本であった。各線材2間の間隙(g)は、本例では0.8mmとした。   That is, the production of the flat fiber reinforced plastic wire 2 is the same as the basic product in Experimental Example 1, that is, the wire 2 having a thickness (t) of 0.6 mm and a width (w) of 1.7 mm. As such, the same materials used, manufacturing conditions, and the like as in Experimental Example 1 were set. The number of flat fiber reinforced plastic wires 2 supplied to the molding / curing / sheet forming section 100B was 80. The gap (g) between each wire 2 was set to 0.8 mm in this example.

また、高密度織物63、64もまた、実験例1と同様に、上面、下面ピールプライ63、64として、エアーテック社製の高密度織物である「Release Ply F」(商品名)を使用した。   In addition, the high-density fabrics 63 and 64 also used “Release Ply F” (trade name), which is a high-density fabric manufactured by Airtech, as the upper surface and lower surface peel plies 63 and 64, as in Experimental Example 1.

本実験例では、固定用繊維材3としてメッシュ状織物を使用した。メッシュ状織物3としては、縦糸3a、緯糸3bとして直径7μmを55本合糸したガラス繊維ストランドを使用し、糸条間距離W1=w2=0.35mmの軸構成とされるメッシュ状織物(目付け25g/m2のスクリムクロス)を使用した。また、メッシュ状織物3は、本実験例では、図2(b)に示すように、強化繊維束f2の下面側に接触するように送給した。 In this experimental example, a mesh woven fabric was used as the fixing fiber material 3. As the mesh-shaped woven fabric 3, glass fiber strands in which 55 yarns having a diameter of 7 μm are combined as the warp yarn 3a and the weft yarn 3b are used, and the mesh-shaped woven fabric (mesh weight) has an inter-thread distance W1 = w2 = 0.35 mm 25 g / m 2 scrim cloth). Further, in this experimental example, the mesh fabric 3 was fed so as to contact the lower surface side of the reinforcing fiber bundle f2, as shown in FIG. 2 (b).

本実験例1、2の結果、本発明によれば、一定厚で、略一定幅とされる扁平形状の繊維強化プラスチック線材を使用した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートを効率良く、連続して製造し得ることが立証された。また、このようにして製造した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートは、離型剤不要、製作後の製品の目粗し不要、更に、別工程でシート化する作業不要等で、大幅なコスト削減と品質改善を達成できることが分かった。   As a result of Experimental Examples 1 and 2, according to the present invention, a flat fiber reinforced plastic wire sheet using a flat fiber reinforced plastic wire having a constant thickness and a substantially constant width is efficiently and continuously manufactured. It has been proven that In addition, the flat-shaped fiber reinforced plastic wire sheet produced in this way requires no release agent, does not require roughening of the product after manufacture, and further eliminates the need for work to form a sheet in a separate process. It turns out that quality improvement can be achieved.

なお、扁平形状繊維強化プラスチック線材シートにおいて、扁平形状の繊維強化プラスチック線材は1本当たり2600Nの引張強度を発現した。表3と比較すると、扁平形状繊維強化プラスチック線材シートとされた場合においても、差がないことが確認できた。   In the flat fiber reinforced plastic wire sheet, the flat fiber reinforced plastic wire material exhibited a tensile strength of 2600 N per wire. Compared with Table 3, it was confirmed that there was no difference even when the flat fiber-reinforced plastic wire sheet was used.

次に、上述のようにして製造した本発明の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートが構造物のシート補強材として有用であることを立証するために実験を行った。以下に、その実験例について説明する。   Next, an experiment was conducted to prove that the flat fiber-reinforced plastic wire sheet of the present invention produced as described above is useful as a sheet reinforcing material for a structure. Below, the experimental example is demonstrated.

(実験例3:扁平形状繊維強化プラスチック線材シートによるコンクリート構造物の補強)
本発明のシート状補強材である扁平形状繊維強化プラスチック線材シート(繊維強化シート)1を使用して、緊張接着工法に従ってコンクリート梁を補強した。
(Experimental example 3: Reinforcement of concrete structure with flat fiber reinforced plastic wire sheet)
Using a flat fiber reinforced plastic wire sheet (fiber reinforced sheet) 1 which is a sheet-like reinforcing material of the present invention, a concrete beam was reinforced in accordance with a tension bonding method.

本実験例では、上記実験例2で作製した図6に示す構成の繊維強化シート1を使用した。   In this experimental example, the fiber reinforced sheet 1 having the configuration shown in FIG.

つまり、繊維強化シート1における繊維強化プラスチック線材2は、上述したように、厚み(t)0.6mm、幅(w)1.7mmの扁平断面を有していた。   That is, the fiber reinforced plastic wire 2 in the fiber reinforced sheet 1 had a flat cross section having a thickness (t) of 0.6 mm and a width (w) of 1.7 mm as described above.

繊維強化シート1は、図6に示すように、繊維強化プラスチック線材2を一方向に引き揃えてスダレ状に配置し、各線材2を互いに空隙(g)(g=0.1〜20.0mm)だけ近接離間して、固定用繊維材としてのメッシュ状織物3にて固定したものであり、繊維強化シート1は、幅(W)が200mm、長さ(L)が100mであった。本例では、各線材2間の間隙(g)は、0.4〜0.5mmであった。実験では、繊維強化シート1の長さは500cmに切断して使用した。   As shown in FIG. 6, the fiber reinforced sheet 1 is formed by arranging fiber reinforced plastic wires 2 in one direction and arranging them in a slender shape. ), And fixed with a mesh-like woven fabric 3 as a fixing fiber material. The fiber reinforced sheet 1 had a width (W) of 200 mm and a length (L) of 100 m. In this example, the gap (g) between each wire 2 was 0.4 to 0.5 mm. In the experiment, the length of the fiber reinforced sheet 1 was cut into 500 cm and used.

次に、上記繊維強化シート1を使用してコンクリート梁を緊張接着工法により、次のようにして補強した。   Next, concrete beams were reinforced by the tension bonding method using the fiber reinforced sheet 1 as follows.

先ず、本実験例では、繊維強化シート1をコンクリート梁に接着するに先立って、繊維強化シート1に緊張力100000Nを導入した。緊張力導入時に、何ら糸切れを発生することがなく、炭素繊維の破断強度近くまで充分な緊張力を導入することができた。   First, in this experimental example, prior to bonding the fiber reinforced sheet 1 to a concrete beam, a tension force of 100,000 N was introduced into the fiber reinforced sheet 1. When the tension force was introduced, no thread breakage occurred, and a sufficient tension force could be introduced to near the breaking strength of the carbon fiber.

繊維強化シート1が緊張状態に維持された状態にて、コンクリート梁シート貼着面に対面した側から繊維強化シート1にマトリクス樹脂を塗布し、次いで、繊維強化シート1をコンクリート梁貼着面に接着した。この時、接着力を上げるため繊維強化シート回り全体をバグフィルムで覆い、真空ポンプでバグフィルム内の空気を抜き、真空圧で梁に押し付けながら接着した。繊維強化シート1の貼着面に、何らボイドを発生することなく、コンクリート梁に極めて良好に接着することができた。   In a state where the fiber reinforced sheet 1 is maintained in a tension state, a matrix resin is applied to the fiber reinforced sheet 1 from the side facing the concrete beam sheet bonding surface, and then the fiber reinforced sheet 1 is applied to the concrete beam bonding surface. Glued. At this time, in order to increase the adhesive strength, the entire fiber reinforced sheet was covered with a bag film, the air in the bag film was evacuated with a vacuum pump, and bonded while pressing against the beam with vacuum pressure. It was possible to adhere to the concrete beam very well without generating any voids on the sticking surface of the fiber reinforced sheet 1.

本実験例3では、コンクリート構造物の補強に関して説明したが、本発明の繊維強化シート1は、鋼構造物の補強に際しても同様に適用することでき、同様の作用効果を達成し得る。   In the present experimental example 3, the reinforcement of the concrete structure has been described. However, the fiber reinforced sheet 1 of the present invention can be similarly applied to the reinforcement of the steel structure, and can achieve the same effects.

また、本発明の繊維強化シート1は、上記実験例で説明した緊張接着工法以外の、単に、構造物に接着して補強する補強工法に、更には、ガラス繊維等の繊維強化プラスチック構造物内に埋入して補強する方法にも好適に使用することができる。   Further, the fiber reinforced sheet 1 of the present invention is not limited to the tension bonding method described in the above experimental example, but is simply applied to a reinforcing method in which the reinforcing material is bonded to a structure, and further in a fiber reinforced plastic structure such as glass fiber. It can be suitably used also for the method of embedding in and reinforcing.

実施例2
本発明に係る繊維強化プラスチック線材シートを製造する際の繊維強化プラスチック線材の製造方法及び製造装置は、実施例1で説明した構成に限定されるものではない。
Example 2
The manufacturing method and the manufacturing apparatus of the fiber reinforced plastic wire rod when manufacturing the fiber reinforced plastic wire sheet according to the present invention are not limited to the configuration described in the first embodiment.

次に、図7及び図8を参照して、本発明の繊維強化プラスチック線材シートを製造する際の繊維強化プラスチック線材の製造方法及び製造装置の他の実施例について説明する。   Next, with reference to FIG.7 and FIG.8, the other Example of the manufacturing method and manufacturing apparatus of the fiber reinforced plastic wire material at the time of manufacturing the fiber reinforced plastic wire sheet | seat of this invention is described.

本実施例の製造装置は、実施例1の製造装置100と同様の構成とされ、繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aと、繊維緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成セクション100Bとを有している。   The manufacturing apparatus according to the present embodiment has the same configuration as the manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment, and includes fiber feeding, resin impregnation, and winding section 100A, and fiber tension, oblate shape, heat curing, and sheet forming section 100B. Have.

ただ、本実施例にて、繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aは、図7及び図8に示すように、繊維に対する撚り加工を樹脂含浸後において実施している点でのみ、実施例1の製造装置100と異なっている。従って、実施例1と同じ構成及び同じ機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略する。   However, in this embodiment, the fiber feeding, resin impregnation, and winding section 100A is only an example in that the twisting of the fiber is performed after the resin impregnation as shown in FIGS. 1 different from the manufacturing apparatus 100 of FIG. Accordingly, members having the same configuration and the same function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

また、本実施例における製造装置100の繊維緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成セクション100Bは、実施例1の製造装置100と同様とされるので、実施例1の説明を援用し、本実施例での説明は省略する。   Further, since the fiber tension, oblate shape, heat curing, and sheet forming section 100B of the manufacturing apparatus 100 in the present embodiment are the same as those of the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, the description of the first embodiment is used and the present embodiment is implemented. The description in the example is omitted.

図7は、本実施例における製造装置100の繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aを示しており、図面上、左側から右側に複数本の強化繊維fから成る強化繊維ストランド(強化繊維束)f1が移動し、その間に樹脂含浸と撚り加工とを行う。   FIG. 7 shows the fiber feeding, resin impregnation, and winding section 100A of the manufacturing apparatus 100 in the present embodiment. In the drawing, reinforcing fiber strands (reinforcing fiber bundles) composed of a plurality of reinforcing fibers f from the left side to the right side. ) F1 moves, during which resin impregnation and twisting are performed.

つまり、図7を参照すると、本実施例の繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aにおいては、巻き出し装置51に、複数の強化繊維供給用の巻き出しボビン(筒状の糸巻き)11(11a、11b、11c)が用意され、各ボビン11には、樹脂未含浸の強化繊維fを所定本数収束した強化繊維ストランド(強化繊維束)f1が巻回されている。   That is, referring to FIG. 7, in the fiber feeding, resin impregnation and winding section 100A of this embodiment, a plurality of unwinding bobbins (tubular bobbin) 11 for supplying reinforcing fibers are provided to the unwinding device 51. 11a, 11b, 11c) are prepared, and a reinforcing fiber strand (reinforced fiber bundle) f1 in which a predetermined number of reinforcing fibers f not impregnated with resin are converged is wound around each bobbin 11.

各ボビン11に巻回された強化繊維束f1は、ガイド14のガイド穴15a、15b、15cにガイドされて、樹脂含浸工程へと連続的に送給される(強化繊維束供給工程)。   The reinforcing fiber bundle f1 wound around each bobbin 11 is guided by the guide holes 15a, 15b, 15c of the guide 14 and continuously fed to the resin impregnation process (reinforcing fiber bundle supplying process).

樹脂含浸工程へと送給された強化繊維束f1は、樹脂含浸槽17にて樹脂含浸される。
樹脂含浸工程の構成及びその作業内容は、実施例1と同様である。
The reinforcing fiber bundle f1 fed to the resin impregnation step is impregnated with resin in the resin impregnation tank 17.
The configuration of the resin impregnation step and the work contents are the same as those in the first embodiment.

樹脂含浸された強化繊維束f2は、巻き取り装置52における巻き取り用ボビン22(22a、22b、22c)に巻き取られる。   The resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 is wound around the winding bobbin 22 (22a, 22b, 22c) in the winding device 52.

この時、巻き取りボビン22(22a、22b、22c)は、図8をも参照するとより良く理解されるように、巻き取り装置52に設けられた回転軸23(23a、23b、23c)に取り付けられ、さらに、この回転軸23は、巻き取り装置52の回転主軸32(32a、32b、32c)に回転自在に取り付けられている。   At this time, the take-up bobbin 22 (22a, 22b, 22c) is attached to the rotary shaft 23 (23a, 23b, 23c) provided in the take-up device 52, as will be better understood with reference also to FIG. Further, the rotary shaft 23 is rotatably attached to the rotary main shaft 32 (32a, 32b, 32c) of the winding device 52.

各ボビン22は、駆動モータM及び歯車伝達機構Gにより、各ボビン22の回転軸23の回りに回転して、樹脂含浸された強化繊維束f2を巻き取る。同時に、各ボビン22(22a、22b、22c)は、それぞれ、上述のように、回転軸23(23a、23b、23c)の回りに回転しながら、回転軸23(23a、23b、23c)と共に回転主軸32(32a、32b、32c)の回りに回転される。   Each bobbin 22 is rotated around the rotation shaft 23 of each bobbin 22 by the drive motor M and the gear transmission mechanism G to wind up the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with the resin. At the same time, each bobbin 22 (22a, 22b, 22c) rotates with the rotation shaft 23 (23a, 23b, 23c) while rotating around the rotation shaft 23 (23a, 23b, 23c) as described above. It is rotated around the main shaft 32 (32a, 32b, 32c).

つまり、ボビン22は、回転軸23の回りに回転し、同時に回転主軸32の回りにも回転して、強化繊維束f2を巻き取る。   That is, the bobbin 22 rotates around the rotation shaft 23 and simultaneously rotates around the rotation main shaft 32 to wind up the reinforcing fiber bundle f2.

従って、樹脂含浸槽17から、出口ガイドローラ対19(19a、19b)及びガイド20に形成したガイド穴21(21a、21b、21c)により案内され、ボビン22により巻き取られた強化繊維束f2には、撚り加工が施される。   Accordingly, the reinforcing fiber bundle f 2 guided from the resin impregnation tank 17 by the guide hole 21 (21 a, 21 b, 21 c) formed in the outlet guide roller pair 19 (19 a, 19 b) and the guide 20 and wound by the bobbin 22. Is twisted.

ボビン22の回転主軸32の回りの回転数と、強化繊維束f2の巻き取りスピードとを調節することにより、1m当たりに入れる撚り回数を制御することができる。   By adjusting the rotation speed of the bobbin 22 around the rotation main shaft 32 and the winding speed of the reinforcing fiber bundle f2, the number of twists per 1 m can be controlled.

本実施例によると、実施例1と同様に、丸形状の繊維強化プラスチック線材の線径は、直径0.5mm〜8.0mmであることが好ましい。従って、含浸工程へと供給される強化繊維束f1は、例えば、強化繊維として炭素繊維を使用する場合には、線径6〜10μmの炭素繊維(フィラメント)fを3000〜320000本を収束した炭素繊維ストランド(炭素繊維束)f1を使用することとなる。   According to this example, as in Example 1, the wire diameter of the round fiber-reinforced plastic wire is preferably 0.5 mm to 8.0 mm. Accordingly, the reinforcing fiber bundle f1 supplied to the impregnation step is, for example, carbon in which 3000 to 320,000 carbon fibers (filaments) f having a wire diameter of 6 to 10 μm are converged when carbon fibers are used as reinforcing fibers. The fiber strand (carbon fiber bundle) f1 is used.

また、強化繊維束f1の撚り回数は、5回/m〜20回/mであることが好ましい。   The number of twists of the reinforcing fiber bundle f1 is preferably 5 times / m to 20 times / m.

樹脂含浸された強化繊維束f2を巻きつけたボビン22は、取り外され、次工程の加熱、硬化、シート形成工程に供給される。   The bobbin 22 around which the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with the resin is wound is removed and supplied to the heating, curing, and sheet forming steps of the next step.

本実施例においても、実施例1と同様の構成とされる、図2(a)、(b)、図3に示す繊維緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成セクション100Bが使用される。   Also in this embodiment, the fiber tension, oblate shape, heat curing, and sheet forming section 100B shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), and 3 are used.

つまり、図2を参照すると、上記樹脂含浸工程にて樹脂含浸強化繊維束f2を巻き取ったボビン22(22a、22b、22c)が、巻き出し装置53の回転軸24(24a、24b、24c)に設置される。即ち、巻き取りボビン22は、緊張、扁平成形、加熱硬化、シート形成工程における巻き出しボビンとして機能する。   That is, referring to FIG. 2, the bobbin 22 (22a, 22b, 22c) that has wound the resin-impregnated reinforcing fiber bundle f2 in the resin impregnation step is rotated by the rotating shaft 24 (24a, 24b, 24c) of the unwinding device 53. Installed. That is, the take-up bobbin 22 functions as an unwind bobbin in tension, oblate shape, heat curing, and sheet forming processes.

巻き出しボビン22に巻かれた樹脂含浸した未硬化強化繊維束f2は、ボビン22を回転軸24(24a、24b、24c)の回りに回転させることにより巻き出される。強化繊維束f2は、メッシュ状織物3と共に、加熱板装置27a、加熱硬化炉27bを通され、巻き取りボビン31に巻き取られる。   The resin-impregnated uncured reinforcing fiber bundle f2 wound around the unwinding bobbin 22 is unwound by rotating the bobbin 22 around the rotation shaft 24 (24a, 24b, 24c). The reinforcing fiber bundle f <b> 2 is passed through the heating plate device 27 a and the heat curing furnace 27 b together with the mesh-like woven fabric 3, and is wound on the winding bobbin 31.

本実施例においても、実施例1と同様にして、樹脂含浸され、撚り加工が施された強化繊維束f2は、ボビン22から巻き出され、加熱板装置27aにてメッシュ状織物3に接着されると共に、扁平形状に成形され、1次硬化される。次いで、加熱硬化炉27bへと導入され、加熱硬化(2次硬化)される(強化繊維束緊張、扁平成形、加熱硬化工程)。加熱硬化(2次硬化)された強化繊維束、即ち、強化繊維プラスチック線材2が複数配列され、メッシュ状織物3にて一体にシート状とされた繊維強化プラスチック線材シート(繊維強化シート)1は、巻き取り用ボビン31に巻き取られる。   Also in this embodiment, the reinforcing fiber bundle f2 impregnated with resin and twisted is unwound from the bobbin 22 and bonded to the mesh-like woven fabric 3 by the heating plate device 27a in the same manner as in the first embodiment. At the same time, it is formed into a flat shape and is primarily cured. Next, it is introduced into the heat curing furnace 27b and heat cured (secondary curing) (reinforced fiber bundle tension, oblate shape, heat curing step). A fiber-reinforced plastic wire sheet (fiber-reinforced sheet) 1 in which a plurality of heat-cured (secondary-cured) reinforcing fiber bundles, that is, reinforcing fiber plastic wires 2 are arrayed and integrally formed in a mesh-like woven fabric 3, is as follows. Then, it is wound around the winding bobbin 31.

実施例1の製造方法と、本実施例の製造方法とを比較すると、両実施例の製造方法の違いは、実施例1の製造方法によると、繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション100Aと、繊維緊張、加熱硬化、シート形成セクション100Bとを接続して製造工程を連続化することが可能である。これに対して、本実施例の製造方法によると、製造工程の連続化が難しい。   When the manufacturing method of Example 1 is compared with the manufacturing method of this example, the difference between the manufacturing methods of both examples is that according to the manufacturing method of Example 1, fiber feeding, resin impregnation, and winding section 100A It is possible to connect the fiber tension, heat curing, and sheet forming section 100B to make the manufacturing process continuous. On the other hand, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is difficult to continue the manufacturing process.

一方、実施例1の製造方法では、厚み(t)1.0mm、幅(w)3.3mmを超えるような大きい扁平(矩形断面)形状の繊維強化プラスチック線材を製造する際、撚りを入れた後樹脂含浸すると、強化繊維束f1の内部まで充分に樹脂が含浸するのが難しくなるという問題がある。   On the other hand, in the production method of Example 1, a twist was added when producing a large flat (rectangular cross-section) fiber reinforced plastic wire having a thickness (t) of 1.0 mm and a width (w) of 3.3 mm. When the post-resin impregnation is performed, there is a problem that it is difficult to sufficiently impregnate the resin into the reinforcing fiber bundle f1.

従って、実施例1、2の製造方法は、製造する品種により使い分けるのが妥当である。   Therefore, it is appropriate to use the manufacturing methods of Examples 1 and 2 depending on the kind to be manufactured.

(実験例4:繊維強化プラッスチック線材)
次に、本実施例の繊維強化プラッスチック線材2の製造法について更に具体的に実験例について説明する。
(Experimental example 4: fiber reinforced plastic wire)
Next, an experimental example will be described more specifically with respect to the method for producing the fiber-reinforced plastic wire 2 of the present embodiment.

本実験例4では、図7、図8、図2及び図3の装置を用いて繊維強化プラスチック線材2を製造した。   In this Experimental Example 4, the fiber reinforced plastic wire 2 was manufactured using the apparatus of FIG. 7, FIG. 8, FIG. 2 and FIG.

実施例1で説明した実験例1と同様に、強化繊維fは、平均径7μm、収束本数15000本のPAN系炭素繊維ストランド(炭素繊維束f1)(三菱レイヨン株式会社製「TR50」(商品名))を用い、マトリックス樹脂Rとして、120℃硬化のエポキシ樹脂(三井化学株式会社製「エポミックR140P」(商品名))を使用した。   Similar to Experimental Example 1 described in Example 1, the reinforcing fiber f has an average diameter of 7 μm and a converged number of 15,000 PAN-based carbon fiber strands (carbon fiber bundle f1) (“TR50” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (trade name). )) And a 120 ° C. epoxy resin (“Epomic R140P” (trade name) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was used as the matrix resin R.

又、撚り回数は10回/m、樹脂含浸量は樹脂体積比率45%、扁平成形、樹脂硬化時のテンション力2000g/本、加熱板装置27aの温度120℃、硬化炉27bの炉内温度140℃、上下面ピールプライ63、64及び繊維束f2、f3などの移動速度5mm/sec、で繊維強化プラスチック線材2を製造した。   Further, the number of twists is 10 times / m, the resin impregnation amount is a resin volume ratio of 45%, oblate shape, a tension force of 2000 g / piece during resin curing, the temperature of the heating plate device 27a is 120 ° C., and the furnace temperature of the curing furnace 27b is 140 ° C. The fiber-reinforced plastic wire 2 was manufactured at a temperature of 5 ° C./sec and the moving speed of the upper and lower peel plies 63 and 64 and the fiber bundles f2 and f3.

尚、加熱板装置27a、硬化炉27b等の製造装置100の構成は、実験例1と同じとした。   The configuration of the manufacturing apparatus 100 such as the heating plate device 27a and the curing furnace 27b was the same as that in Experimental Example 1.

その結果、製品の断面形状は、実施例1の実験例1の基本となる製造方法で製造された繊維強化プラスチック線材とほぼ同一で、製品の破断荷重も表4に示すように、ほとんど実験例1のものと同じであった。   As a result, the cross-sectional shape of the product is almost the same as the fiber-reinforced plastic wire manufactured by the manufacturing method that is the basis of Experimental Example 1 of Example 1, and the breaking load of the product is almost experimental as shown in Table 4. Same as one.

また、実験例4で製造した繊維強化プラスチック線材(樹脂含浸繊維束f2)を使用して、実験例2で説明したと同様にして、図2に示す製造装置100Bにて扁平形状繊維強化プラスチック線材シート(繊維強化シート)1を作製し、実験例3と同様の実験を行った。その結果、実施例1で説明した繊維強化シート1と同様の結果を得ることができた。   Further, using the fiber-reinforced plastic wire (resin-impregnated fiber bundle f2) manufactured in Experimental Example 4, the flat-shaped fiber-reinforced plastic wire is manufactured in the manufacturing apparatus 100B shown in FIG. 2 in the same manner as described in Experimental Example 2. A sheet (fiber reinforced sheet) 1 was produced, and the same experiment as in Experimental Example 3 was performed. As a result, the same result as that of the fiber reinforced sheet 1 described in Example 1 could be obtained.

このことから、繊維強化プラスチック線材2を製造する方法として、実施例1,2で製造される製品に差がないことが分かった。   From this, it was found that there is no difference between the products manufactured in Examples 1 and 2 as a method of manufacturing the fiber reinforced plastic wire 2.

Figure 0005624871
Figure 0005624871

1 繊維強化シート
2 扁平形状繊維強化プラスチック線材
3 固定用繊維材
11 巻き出しボビン
17 樹脂含浸槽
22 巻き取りボビン(巻き出しボビン)
27a 加熱板装置
27a1、27a2 第1及び第2加熱板
27a3、27a4 成形用平板
27a5、27a6 パネルヒータ(熱源)
27b 加熱硬化炉
32 巻き取りボビン
63 上面ピールプライ(高密度織物)
64 下面ピールプライ(高密度織物)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber reinforced sheet 2 Flat shape fiber reinforced plastic wire 3 Fixing fiber material 11 Unwinding bobbin 17 Resin impregnation tank 22 Rewinding bobbin (unwinding bobbin)
27a Heating plate device 27a1, 27a2 First and second heating plates 27a3, 27a4 Flat plates for molding 27a5, 27a6 Panel heater (heat source)
27b Heat curing furnace 32 Winding bobbin 63 Upper surface peel ply (high density fabric)
64 Bottom peel ply (high density fabric)

Claims (11)

複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を長手方向にスダレ状に引き揃え、この線材を互いに固定用繊維材にて固定した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法において、
(a)一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束に撚りを入れながら連続的に送給する工程、
(b)前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
(c)前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状とし、その後、前記横断面が円形状とされた強化繊維束の上下面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、加熱された2枚の平板の間に引き込み、前記強化繊維の横断面を扁平形状に成形しながら樹脂を1次硬化させる工程、
(d)前記樹脂含浸強化繊維束が前記2枚の平板に引き込まれる前に、前記固定用繊維材を前記樹脂含浸強化繊維束と前記高密度織物の間に挿入し、前記強化繊維束に直接接触するようにして上下面、若しくは、上下面のいずれかの片面に連続的に供給し、前記2枚の平板間で前記強化繊維束を扁平にすると同時に前記固定用繊維材を扁平にされた前記強化繊維束に接着する工程、
(e)前記固定用繊維材が接着された、横断面が扁平形状の1次硬化された複数本の強化繊維束を、加熱された硬化炉を通して2次硬化させる工程、
を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。
In the method for producing a flat-shaped fiber reinforced plastic wire sheet in which a plurality of flat-shaped fiber reinforced plastic wire materials are aligned in a slender shape in the longitudinal direction, and the wire materials are fixed to each other with a fixing fiber material,
(A) a step of continuously feeding a reinforcing fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers arranged in one direction while twisting;
(B) impregnating a matrix resin into the reinforcing fiber bundle continuously fed;
(C) A plurality of reinforcing fiber bundles impregnated with the resin and twisted therein are tensioned at a predetermined strength to form a circular cross section of the reinforcing fiber bundle, and then the cross section is circular. While a high-density woven fabric having releasability from the resin is disposed on the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber bundle, the reinforcing fiber bundle is drawn between two heated flat plates, and the cross section of the reinforcing fiber is formed into a flat shape. A step of first curing the resin;
(D) Before the resin-impregnated reinforcing fiber bundle is drawn into the two flat plates, the fixing fiber material is inserted between the resin-impregnated reinforcing fiber bundle and the high-density fabric, and directly into the reinforcing fiber bundle. The upper and lower surfaces or one of the upper and lower surfaces are continuously supplied so as to be in contact with each other, and the reinforcing fiber bundle is flattened between the two flat plates, and at the same time, the fixing fiber material is flattened. Adhering to the reinforcing fiber bundle,
(E) a step of secondarily curing a plurality of primary-cured reinforcing fiber bundles having a flat cross-section, to which the fixing fiber material is bonded, through a heated curing furnace;
The manufacturing method of the continuous flat shape fiber reinforced plastic wire sheet characterized by having.
複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を長手方向にスダレ状に引き揃え、この線材を互いに固定用繊維材にて固定した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法において、
(a)一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束を連続的に送給する工程、
(b)前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
(c)前記樹脂含浸された強化繊維束に撚りを入れる工程、
(d)前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状とし、その後、前記横断面が円形状とされた強化繊維束の上下面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、加熱された2枚の平板の間に引き込み、前記強化繊維の横断面を扁平形状に成形しながら樹脂を1次硬化させる工程、
(e)前記樹脂含浸強化繊維束が前記2枚の平板に引き込まれる前に、前記固定用繊維材を前記樹脂含浸強化繊維束と前記高密度織物の間に挿入し、前記強化繊維束に直接接触するようにして上下面、若しくは、上下面のいずれかの片面に連続的に供給し、前記2枚の平板間で前記強化繊維束を扁平にすると同時に前記固定用繊維材を扁平にされた前記強化繊維束に接着する工程、
(f)前記固定用繊維材が接着された、横断面が扁平形状の1次硬化された複数本の強化繊維束を、加熱された硬化炉を通して2次硬化させる工程、
を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。
In the method for producing a flat-shaped fiber reinforced plastic wire sheet in which a plurality of flat-shaped fiber reinforced plastic wire materials are aligned in a slender shape in the longitudinal direction, and the wire materials are fixed to each other with a fixing fiber material,
(A) a step of continuously feeding a reinforcing fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers arranged in one direction;
(B) impregnating a matrix resin into the reinforcing fiber bundle continuously fed;
(C) a step of twisting the resin-impregnated reinforcing fiber bundle,
(D) A plurality of reinforcing fiber bundles impregnated with the resin and twisted, tensioned at a predetermined strength to make the cross section of the reinforcing fiber bundle circular, and then the cross section was made circular. While a high-density woven fabric having releasability from the resin is disposed on the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber bundle, the reinforcing fiber bundle is drawn between two heated flat plates, and the cross section of the reinforcing fiber is formed into a flat shape. A step of first curing the resin;
(E) Before the resin-impregnated reinforcing fiber bundle is drawn into the two flat plates, the fixing fiber material is inserted between the resin-impregnated reinforcing fiber bundle and the high-density fabric, and directly into the reinforcing fiber bundle. The upper and lower surfaces or one of the upper and lower surfaces are continuously supplied so as to be in contact with each other, and the reinforcing fiber bundle is flattened between the two flat plates, and at the same time, the fixing fiber material is flattened. Adhering to the reinforcing fiber bundle,
(F) a step of secondarily curing a plurality of primary-cured reinforcing fiber bundles having a flat cross section, to which the fixing fiber material is bonded, through a heated curing furnace;
The manufacturing method of the continuous flat shape fiber reinforced plastic wire sheet characterized by having.
前記繊維強化プラスチック線材は、厚み(t)0.2mm〜5.0mm、幅(w)1.0mm〜10.0mmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The flat fiber reinforced plastic according to claim 1 or 2, wherein the fiber reinforced plastic wire has a thickness (t) of 0.2 mm to 5.0 mm and a width (w) of 1.0 mm to 10.0 mm. A method for manufacturing a wire sheet. 前記強化繊維束の撚り回数は、5回/m〜20回/mであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The method for producing a flat fiber reinforced plastic wire sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of twists of the reinforcing fiber bundle is 5 times / m to 20 times / m. 前記樹脂含浸された強化繊維束は、500g/本〜3000g/本の強さにて緊張されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The flat fiber-reinforced plastic wire sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin-impregnated reinforcing fiber bundle is tensioned at a strength of 500 g / line to 3000 g / line. Manufacturing method. 前記強化繊維束における前記強化繊維に対する前記マトリックス樹脂の含浸量は、体積比率(Vf)で36%〜60%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The flat shape according to any one of claims 1 to 5, wherein an amount of the matrix resin impregnated with respect to the reinforcing fibers in the reinforcing fiber bundle is 36% to 60% in volume ratio (Vf). Manufacturing method of fiber reinforced plastic wire sheet. 前記強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、PBO(ポリフェニレンベンズビスオキサゾール)繊維、ポリエステル繊維のいずれかであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The flat shape according to any one of claims 1 to 6, wherein the reinforcing fiber is any one of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, PBO (polyphenylenebenzbisoxazole) fiber, and polyester fiber. Manufacturing method of fiber reinforced plastic wire sheet. 前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、MMA樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The flat-shaped fiber reinforced fiber according to any one of claims 1 to 7, wherein the matrix resin is any one of an epoxy resin, a vinyl ester resin, an MMA resin, an unsaturated polyester resin, or a phenol resin. Manufacturing method of plastic wire sheet. 前記高密度織物は、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計本数が210本以上投入された織物であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The flat fiber reinforced plastic according to any one of claims 1 to 8, wherein the high-density fabric is a fabric in which a total number of warp yarns and weft yarns between inch lengths is 210 or more. A method for manufacturing a wire sheet. 前記高密度織物は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、などの連続フィラメント糸の単独織物、若しくは、混合織物のいずれかであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The said high-density fabric is either a single fabric of continuous filament yarns such as polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber, or a mixed fabric, according to any one of claims 1 to 9. Manufacturing method of flat fiber reinforced plastic wire sheet. 前記固定用繊維材は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維のいずれかで2軸以上の多軸で織られたメッシュ状織物であるか、ガラス繊維或いは有機繊維に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させた糸条からなる2軸以上の多軸で作製された融着メッシュ支持体シートであるか、芯部をなすガラス繊維或いは有機繊維の表面に熱融着性樹脂を配した二重構造の複合繊維とされる糸条からなる2軸以上の多軸で作製された融着メッシュ支持体シートであるか、又は、ガラス繊維或いは有機繊維にて作製された不織布であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載の扁平形状繊維強化プラスチック線材シートの製造方法。   The fixing fiber material is a mesh fabric woven with two or more axes of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, polyester fiber or vinylon fiber, or has a low melting point for glass fiber or organic fiber. It is a fused mesh support sheet made of multi-axial biaxially or more consisting of yarns pre-impregnated with a type of thermoplastic resin, or heat-fusible on the surface of glass fiber or organic fiber forming the core A non-woven fabric made of a fused mesh support sheet made of biaxial or multiaxial multi-axial yarns made of double-structured composite fibers with resin, or made of glass fibers or organic fibers The method for producing a flat fiber-reinforced plastic wire sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein:
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