JP5749108B2 - Seam member using fiber wound tape and method for manufacturing the same - Google Patents
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本発明は、自動車のモール等に使用できる、炭素繊維又は無機繊維巻きテープを使用した継ぎ目部材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a seam member using a carbon fiber or inorganic fiber wound tape that can be used in an automobile molding or the like, and a method for manufacturing the same.
炭素繊維やガラス繊維等の無機繊維は、軽量で機械的強度が高いため、各種用途に適用する樹脂材料の強化繊維として汎用されている。 Inorganic fibers such as carbon fibers and glass fibers are lightweight and have high mechanical strength, and are therefore widely used as reinforcing fibers for resin materials applied to various applications.
特許文献１は、長繊維強化複合材料の製造方法の発明であり、段落番号０００７には繊維の例として、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊等の連続した繊維が示されている。しかしながら、実施例で使用されているのはガラス繊維のみであり、他の繊維、特に機械的強度が大きく異なる炭素繊維であっても同様に製造できるものとは認められない。 Patent Document 1 is an invention of a method for producing a long fiber reinforced composite material, and paragraph No. 0007 shows continuous fibers such as glass fibers, carbon fibers, metal fibers, and aromatic polyamide fibers as examples of fibers. Yes. However, only glass fibers are used in the examples, and it is not recognized that other fibers, particularly carbon fibers having greatly different mechanical strengths, can be produced in the same manner.
特許文献２は、所定の条件式を満たす強化繊維を熱可塑性樹脂で含浸して得られるテープ状成形材料の発明である。段落番号０００７では、強化繊維としてガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミックス繊維、金属繊維等が例示されている。しかし、実施例で使用されているのはガラス繊維のみであり、他の繊維、特に機械的強度が大きく異なる炭素繊維であっても同様に製造できるものとは認められない。なお、請求項１に記載の条件式を満たす炭素繊維を使用した場合、特許文献２の実施例の方法では、事実上、テープ状成形体は製造することができない。 Patent Document 2 is an invention of a tape-shaped molding material obtained by impregnating a reinforcing fiber satisfying a predetermined conditional expression with a thermoplastic resin. In paragraph 0007, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, ceramic fibers, metal fibers, etc. are exemplified as reinforcing fibers. However, only glass fibers are used in the examples, and it is not recognized that other fibers, particularly carbon fibers having greatly different mechanical strengths, can be produced in the same manner. In addition, when the carbon fiber which satisfy | fills the conditional expression of Claim 1 is used, with the method of the Example of patent document 2, a tape-shaped molded object cannot be manufactured in fact.
特許文献３は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂テープの製造装置の発明である。前記製造装置は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂テープの製造時に発生する毛羽を排出することが特徴のものである。 Patent document 3 is invention of the manufacturing apparatus of a carbon fiber reinforced thermoplastic resin tape. The manufacturing apparatus is characterized by discharging fluff generated during the manufacture of a carbon fiber reinforced thermoplastic resin tape.
特許文献４は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂テープの製造方法の発明である。得られたテープ厚みは１３０μm以下となり、１３０μmを超えるものは曲げ強度が劣っていることが記載されている（表１参照）。特許文献４の発明は、テープの厚みが大きいと曲げ強度が劣るとの知見に基づき、テープ厚みを小さくすることで、曲げ強度を高めようとしたものである。 Patent document 4 is invention of the manufacturing method of a carbon fiber reinforced thermoplastic resin tape. It is described that the obtained tape thickness is 130 μm or less, and the tape thickness exceeding 130 μm is inferior in bending strength (see Table 1). The invention of Patent Document 4 attempts to increase the bending strength by reducing the tape thickness based on the knowledge that the bending strength is poor when the tape thickness is large.
特許文献５〜１１には、モールに関する発明が開示されており、これらのモールは、インサートと呼ばれる部材とその周囲を包囲する樹脂部材からなる。 Patent Documents 5 to 11 disclose inventions related to moldings, and these moldings include a member called an insert and a resin member surrounding the periphery thereof.
炭素繊維テープを保管したり運搬したりする場合には、長いままでは取り扱いが難しいため、芯材に巻き取った巻きテープの状態で保管・運搬できれば容易であり、使用時の作業性も良くなる。さらに作業の種類によっては、小さな径の巻きテープが使い易い場合や、大きな径の巻きテープが使いやすい場合がある。 When storing and transporting carbon fiber tape, it is difficult to handle it for a long time, so it is easy if it can be stored and transported in the state of the wound tape wound around the core material, and the workability during use is also improved. . Furthermore, depending on the type of work, a small-diameter winding tape may be easy to use, or a large-diameter winding tape may be easy to use.
しかし、特許文献４に記載のとおり、従来は、炭素繊維テープの厚みが大きくなると（厚みが１３０μmを超えると）曲げ強度が劣る（即ち、厚みが大きくなると巻き取り保存が困難である）ことが知られていた。この事実からすると、炭素繊維テープを薄くすれば良いことになるが、過度に薄くすることは技術的に困難であり、返って作業性を損なうことも考えられる。 However, as described in Patent Document 4, conventionally, when the thickness of the carbon fiber tape is increased (when the thickness exceeds 130 μm), the bending strength is inferior (that is, winding and storage is difficult when the thickness is increased). It was known. From this fact, it is sufficient to make the carbon fiber tape thin. However, it is technically difficult to make the carbon fiber tape too thin.
従来、モールのインサート材としては金属が使用されていることから、軽量化の観点からは改善の余地がある。
また、インサート材として炭素繊維テープやガラス繊維等の無機繊維テープを使用したものはないし、炭素繊維や無機繊維自体をインサート材として使用することは困難である。
さらに従来の炭素繊維テープや無機繊維テープをモールのインサート材として使用する場合には、必要な長さの炭素繊維テープや無機繊維テープを取り出すときの作業性が悪く、著しく作業性が劣ることが考えられるほか、複数枚の炭素繊維テープや無機繊維テープを組み合わせて使用する場合があり、やはり作業性が低下することが考えられる。
Conventionally, metal has been used as the insert material for molding, so there is room for improvement from the viewpoint of weight reduction.
Moreover, there is no thing using inorganic fiber tapes, such as a carbon fiber tape and glass fiber, as insert material, and it is difficult to use carbon fiber or inorganic fiber itself as insert material.
Furthermore, when using conventional carbon fiber tape or inorganic fiber tape as an insert material for molding, workability when taking out the required length of carbon fiber tape or inorganic fiber tape is poor, and workability may be significantly inferior. In addition, a plurality of carbon fiber tapes or inorganic fiber tapes may be used in combination, and the workability may be lowered.
本発明は、保管や運搬が容易であり、作業性を著しく向上させることができる、円筒状芯材に炭素テープが巻き付けられた炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープを補強材（インサート材）として使用した継ぎ目部材及びその製造方法を提供することを課題とする。 In the present invention, a carbon fiber-wrapped tape or an inorganic fiber-wrapped tape in which a carbon tape is wound around a cylindrical core material, which can be easily stored and transported and can significantly improve workability, is used as a reinforcing material (insert material). It is an object of the present invention to provide a used seam member and a manufacturing method thereof.
本発明は、課題の解決手段として、下記の発明を提供する。
炭素繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体である炭素繊維テープからなる補強材が、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体にと一体化されている継ぎ目部材であって、
前記炭素繊維テープが、
円筒状芯材に巻き付けて保持できる炭素繊維巻きテープを使用するものであって、
式（I）から求められる炭素繊維テープの幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲であり、
前記幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲の炭素繊維テープが巻き付けられた円筒状芯材の最小直径（Ｄ）が、式（II）から求められるものであり、
線膨張係数が−1.0×10-6／℃〜50×10-6／℃のものである、継ぎ目部材及びその製造方法。
０．２×１０-3×Ｎ≦Ｗ≦２．０×１０-3×Ｎ （I）
（式（I）中、Ｗは炭素繊維テープの幅であり、Ｎは炭素繊維テープを構成する炭素繊維
の本数で、前記幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にできる本数である。）
４．５×Ｆ×ｔ≦Ｄ （II）
（式（II）中、Ｆは炭素繊維量で、２０〜６０質量％の範囲であり、ｔは炭素繊維テープの厚みで、０．１〜１．０ｍｍの範囲である。）
The present invention provides the following inventions as means for solving the problems.
A reinforcing member made of a carbon fiber tape that is a composite containing carbon fibers and an olefin resin is a seam member integrated with a thermoplastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body,
The carbon fiber tape is
It uses a carbon fiber wound tape that can be wrapped and held around a cylindrical core material,
The width (W) of the carbon fiber tape obtained from the formula (I) is in the range of 5 to 100 mm,
The minimum diameter (D) of a cylindrical core member wound with a carbon fiber tape having a width (W) in the range of 5 to 100 mm is obtained from the formula (II),
A seam member having a linear expansion coefficient of −1.0 × 10 −6 / ° C. to 50 × 10 −6 / ° C. and a method for producing the same.
0.2 × 10 −3 × N ≦ W ≦ 2.0 × 10 −3 × N (I)
(In formula (I), W is the width of the carbon fiber tape, N is the number of carbon fibers constituting the carbon fiber tape, and the number that allows the width (W) to be in the range of 5 to 100 mm.)
4.5 × F × t ≦ D (II)
(In Formula (II), F is the amount of carbon fiber and is in the range of 20 to 60% by mass, and t is the thickness of the carbon fiber tape and is in the range of 0.1 to 1.0 mm.)
本発明は、課題の他の解決手段として、下記の発明を提供する。
ガラス繊維、玄武岩繊維から選ばれる無機繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体である無機繊維テープからなる補強材が、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体と一体化されている継ぎ目部材であって、
前記無機繊維テープが、
円筒状芯材に巻き付けて保持できる無機繊維巻きテープを使用するものであって、
式（I）から求められる無機繊維テープの幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲であり、
前記幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲の無機繊維テープが巻き付けられた円筒状芯材の最小直径（Ｄ）が、式（II）から求められるものであり、
線膨張係数が4.0×10-6／℃〜50×10-6／℃のものである、継ぎ目部材及びその製造方法。
２．５×１０-5×Ｎ×ｄ≦Ｗ≦５．０×１０-4×Ｎ×ｄ （I）
（式（I）中、Ｗは無機繊維テープの幅であり、Ｎは無機繊維テープを構成する無機繊維の本数で、前記幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にできる本数であり、ｄは無機繊維の繊維径で５〜３０μmの範囲である。）
３．０×Ｆ×ｔ≦Ｄ （II）
（式（II）中、Ｆは無機繊維量で、２０〜６０質量％の範囲であり、ｔは無機繊維テープの厚みで、０．１〜１．０ｍｍの範囲である。）
The present invention provides the following invention as another means for solving the problems.
A reinforcing member made of an inorganic fiber tape, which is a composite containing an inorganic fiber selected from glass fiber and basalt fiber and an olefin resin, is a seam member integrated with a thermoplastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body. And
The inorganic fiber tape is
It uses an inorganic fiber wound tape that can be wound and held around a cylindrical core material,
The width (W) of the inorganic fiber tape obtained from the formula (I) is in the range of 5 to 100 mm,
The minimum diameter (D) of the cylindrical core member wound with the inorganic fiber tape having a width (W) in the range of 5 to 100 mm is obtained from the formula (II),
A seam member having a linear expansion coefficient of 4.0 × 10 −6 / ° C. to 50 × 10 −6 / ° C. and a method for producing the same.
2.5 × 10 −5 × N × d ≦ W ≦ 5.0 × 10 −4 × N × d (I)
(In formula (I), W is the width of the inorganic fiber tape, N is the number of inorganic fibers constituting the inorganic fiber tape, and the number that can make the width (W) in the range of 5 to 100 mm, d is (The fiber diameter of the inorganic fiber is in the range of 5 to 30 μm.)
3.0 × F × t ≦ D (II)
(In Formula (II), F is the amount of inorganic fibers and is in the range of 20 to 60% by mass, and t is the thickness of the inorganic fiber tape and is in the range of 0.1 to 1.0 mm.)
本発明の炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープから取り出される炭素繊維テープ又は無機繊維テープを補強材として使用した継ぎ目部材は、炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープ自体の保管及び運搬が容易であり、炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープから必要長さの炭素繊維テープ又は無機繊維テープを取り出して使用できることから作業性を向上させることができる。
また、取り出された炭素繊維テープ又は無機繊維テープは、軽量であり、柔軟性が高いため、作業性が良く、作業時にクラックが入ったりして破損することもない。
さらに、取り出された炭素繊維テープ又は無機繊維テープは、線膨張係数が小さいため、継ぎ目部材として適している。
The seam member using the carbon fiber tape or inorganic fiber tape taken out from the carbon fiber wound tape or inorganic fiber wound tape of the present invention as a reinforcing material is easy to store and transport the carbon fiber wound tape or inorganic fiber wound tape itself. Since the carbon fiber tape or inorganic fiber tape having the required length can be taken out from the carbon fiber wound tape or inorganic fiber wound tape, the workability can be improved.
Moreover, since the taken-out carbon fiber tape or inorganic fiber tape is lightweight and highly flexible, it has good workability and does not break due to cracks during work.
Furthermore, since the taken-out carbon fiber tape or inorganic fiber tape has a small linear expansion coefficient, it is suitable as a seam member.
＜炭素繊維巻きテープ＞
本発明の継ぎ目部材で使用する炭素繊維巻きテープについて説明する。
本発明で用いる炭素繊維巻きテープは、炭素繊維テープが円筒状芯材の周囲に多数回（多数層）巻き付けられた（巻き取られた）ものである。
<Carbon fiber wound tape>
The carbon fiber wound tape used in the joint member of the present invention will be described.
The carbon fiber wound tape used in the present invention is one in which a carbon fiber tape is wound (wound) around a cylindrical core material a number of times (multiple layers).
炭素繊維巻きテープで使用する炭素繊維テープは、円筒状芯材に巻き取ることができ、かつ少なくとも実施例に記載の耐久試験（Ｉ−１）、（Ｉ−２）を実施したときに外観に変化がないもの（クラック等が生じないもの）である。 The carbon fiber tape used in the carbon fiber wound tape can be wound around a cylindrical core material, and at least when the durability tests (I-1) and (I-2) described in the examples are performed. There is no change (no crack or the like).
炭素繊維巻きテープで使用する炭素繊維テープは、下記式（I）から求められる幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲のものである。
０．２×１０-3×Ｎ≦Ｗ≦２．０×１０-3×Ｎ （I）
（式（I）中、Ｗは炭素繊維テープの幅であり、Ｎは炭素繊維テープを構成する炭素繊維の本数で、前記幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にできる本数である。）
なお、市販されている炭素繊維の外径は、ほぼ同一径（７μm程度）であるから、式（I）では考慮していない。
The carbon fiber tape used in the carbon fiber wound tape has a width (W) determined from the following formula (I) in the range of 5 to 100 mm.
0.2 × 10 −3 × N ≦ W ≦ 2.0 × 10 −3 × N (I)
(In formula (I), W is the width of the carbon fiber tape, N is the number of carbon fibers constituting the carbon fiber tape, and the number that allows the width (W) to be in the range of 5 to 100 mm.)
In addition, since the outer diameter of the commercially available carbon fiber is substantially the same diameter (about 7 μm), it is not considered in the formula (I).
式（I）から求められる炭素繊維テープの幅（Ｗ）は、例えば、炭素繊維２５，０００本を使用することで、炭素繊維テープの幅（Ｗ）を５〜５０ｍｍの範囲にすることができ、炭素繊維５０，０００本を使用することで、炭素繊維テープの幅（Ｗ）を１０〜１００ｍｍの範囲にすることができる。
式（I）から求められる炭素繊維テープの幅（Ｗ）が５ｍｍ以上であると、樹脂（オレフィン系樹脂）の含浸が充分になるので、炭素繊維テープ自体の強度が高められ、製造時の繊維切れが起こり難くなる。
式（I）から求められる炭素繊維テープの幅（Ｗ）が１００ｍｍ以下であると、テープ内の炭素繊維の分布が均一になるので、炭素繊維を含んでいることによる機能が充分に発現されるほか、取り扱いも容易である。
式（I）から求められる炭素繊維テープの幅（Ｗ）は、１０〜８０ｍｍが好ましく、１０〜５０ｍｍがより好ましい。
The width (W) of the carbon fiber tape obtained from the formula (I) can be set in the range of 5 to 50 mm by using, for example, 25,000 carbon fibers. By using 50,000 carbon fibers, the width (W) of the carbon fiber tape can be in the range of 10 to 100 mm.
If the width (W) of the carbon fiber tape calculated from the formula (I) is 5 mm or more, the resin (olefin resin) is sufficiently impregnated, so that the strength of the carbon fiber tape itself is increased, and the fiber during production Cutting is difficult to occur.
When the width (W) of the carbon fiber tape obtained from the formula (I) is 100 mm or less, the distribution of the carbon fibers in the tape becomes uniform, so that the function due to the inclusion of the carbon fibers is sufficiently expressed. Besides, it is easy to handle.
10-80 mm is preferable and, as for the width | variety (W) of the carbon fiber tape calculated | required from Formula (I), 10-50 mm is more preferable.
炭素繊維巻きテープで使用する円筒状芯材は、幅（直径）方向の断面が円形のものであるが、多角形（三角形以上であるが、望ましくは六角形、八角形等）でもよいし、楕円形でもよい。
円筒状芯材は、紙、木、プラスチック、金属、セラミックス等からなるものを用いることができる。
The cylindrical core material used in the carbon fiber wound tape has a circular cross section in the width (diameter) direction, but may be polygonal (more than a triangle, but preferably hexagonal, octagonal, etc.) It may be oval.
The cylindrical core material can be made of paper, wood, plastic, metal, ceramics, or the like.
円筒状芯材の最小直径（最小外径）（Ｄ）は、式（II）から求められるものである。円筒状芯材の最小直径（Ｄ）は、上記幅（Ｗ）の炭素繊維テープを巻き取ることができ、かつ少なくとも実施例に記載の耐久試験（II−１）、（II−２）を実施したときに外観に変化を生じさせない（クラック等を生じさせない）ような最小値である。 The minimum diameter (minimum outer diameter) (D) of the cylindrical core material is obtained from the formula (II). As for the minimum diameter (D) of the cylindrical core material, the carbon fiber tape having the above-mentioned width (W) can be wound, and at least the durability tests (II-1) and (II-2) described in the examples are performed. The minimum value is such that the appearance does not change (no cracks or the like).
４．５×Ｆ×ｔ≦Ｄ （II）
（式（II）中、Ｆは炭素繊維量で、２０〜６０質量％の範囲であり、ｔは炭素繊維テープの厚みで、０．１〜１．０ｍｍの範囲である。）
なお、円筒状芯材の断面形状が多角形、例えば六角形の場合には、正対する角同士を結んだ長さが前記Ｄとなり、楕円形の場合には長径の長さが前記Ｄとなる。
4.5 × F × t ≦ D (II)
(In Formula (II), F is the amount of carbon fiber and is in the range of 20 to 60% by mass, and t is the thickness of the carbon fiber tape and is in the range of 0.1 to 1.0 mm.)
In addition, when the cross-sectional shape of the cylindrical core is a polygon, for example, a hexagon, the length connecting the opposite corners is D, and in the case of an ellipse, the length of the major axis is D. .
炭素繊維テープは、炭素繊維量（炭素繊維の本数）が少ないほど（即ち、オレフィン系樹脂量が多いほど）、柔軟性が向上して芯材に巻きやすくなる。但し、取り扱い上等の観点から一定の幅を確保しようとすると繊維の均一分散が困難になり、炭素繊維量が少ないため、機械的強度も低下する。
また、炭素繊維量（炭素繊維の本数）が多いほど（即ち、オレフィン系樹脂量が少ないほど）、柔軟性が低下して、芯材に巻き難くなるほか、テープに成形することができない場合もある。
さらに炭素繊維テープは、厚みが大きいと製造は容易であるが、芯材に巻きにくくなり、厚みが小さいと製造が困難になるが、芯材に巻きやすくなる。
As the carbon fiber tape has a smaller amount of carbon fibers (number of carbon fibers) (that is, a larger amount of olefin-based resin), the flexibility of the carbon fiber tape is improved and the carbon fiber tape is easily wound around the core material. However, if a certain width is to be ensured from the viewpoint of handling, etc., it becomes difficult to uniformly disperse the fibers, and since the amount of carbon fibers is small, the mechanical strength also decreases.
In addition, as the amount of carbon fibers (number of carbon fibers) increases (that is, as the amount of olefinic resin decreases), the flexibility decreases, and it becomes difficult to wind the core material. is there.
Furthermore, the carbon fiber tape is easy to manufacture when the thickness is large, but is difficult to wind around the core material, and when the thickness is small, the manufacture becomes difficult, but it is easy to wind around the core material.
式（II）は、炭素繊維テープの炭素繊維濃度（Ｆ）及び厚み（ｔ）の関係から、炭素繊維テープを巻き付けて保持できる円筒状芯材の最小直径（Ｄ）を求めるものである。
具体的には、様々な濃度（Ｆ）及び厚み（ｔ）を有する炭素繊維テープを様々な直径の芯材に巻き付けたとき、炭素繊維テープに外観変化が生じない場合の芯材の最小直径（Ｄ）を実験により測定し、濃度（Ｆ）及び厚み（ｔ）との関連から式（II）を導くことができる。
Formula (II) calculates | requires the minimum diameter (D) of the cylindrical core material which can wind and hold | maintain a carbon fiber tape from the relationship of the carbon fiber concentration (F) and thickness (t) of a carbon fiber tape.
Specifically, when a carbon fiber tape having various concentrations (F) and thicknesses (t) is wound around a core material of various diameters, the minimum diameter of the core material when no change in appearance occurs in the carbon fiber tape ( D) is measured experimentally, and equation (II) can be derived from the relationship with concentration (F) and thickness (t).
式（II）から求められる円筒状芯材の最小直径（Ｄ）以上であると、巻き付けて保持したときに炭素繊維テープにクラック等が生じることがない。なお、円筒状芯材の最小直径（Ｄ）は、運搬時、保管時、作業時等における取り扱い易さの観点からは、式（II）から求められる最小直径（Ｄ）を満たすものの内、２５ｍｍ以上であることが好ましく、３０ｍｍ以上であることがより好ましい。
また、円筒状芯材の上限値は、炭素繊維テープを巻くことができ、かつクラック等を生じさせないとの理由からは制限はなく、製造工程、保管及び運搬、作業現場等の要請に応じて適宜選択することができるものであり、例えば１０００ｍｍ以下にすることができるが、取り扱い上の観点からは８００ｍｍ以下が好ましく、６００ｍｍ以下、５００ｍｍ以下がより好ましい。
When the diameter is equal to or larger than the minimum diameter (D) of the cylindrical core material obtained from the formula (II), the carbon fiber tape is not cracked when wound and held. In addition, the minimum diameter (D) of the cylindrical core material is 25 mm among those satisfying the minimum diameter (D) obtained from the formula (II) from the viewpoint of ease of handling during transportation, storage, work, etc. It is preferable that it is above, and it is more preferable that it is 30 mm or more.
In addition, the upper limit of the cylindrical core material is not limited for the reason that the carbon fiber tape can be wound and does not cause cracks, etc., depending on the requirements of the manufacturing process, storage and transportation, work site, etc. For example, it can be set to 1000 mm or less, but is preferably 800 mm or less, more preferably 600 mm or less and 500 mm or less from the viewpoint of handling.
炭素繊維テープは、線膨張係数（線膨張率）（実施例に記載の測定方法による）が−1.0×10-6／℃〜50×10-6／℃のものであり、好ましくは−0.4×10-6／℃〜25×10-6／℃のものである。 The carbon fiber tape has a linear expansion coefficient (linear expansion coefficient) (according to the measurement method described in Examples) of −1.0 × 10 −6 / ° C. to 50 × 10 −6 / ° C., preferably −0.4 ×. 10 −6 / ° C. to 25 × 10 −6 / ° C.
炭素繊維巻きテープとなる炭素繊維テープは、炭素繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体からなるものである。
炭素繊維は周知のものであり、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系、リグニン系等のものを用いることができる。
オレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、高密度、低密度及線状低密度ポリエチレン、ポリ−１−ブテン、ポリイソブチレン、エチレンとプロピレンの共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（原料としてのジエン成分が１０質量％以下）、ポリメチルペンテン、エチレン又はプロピレン（５０モル％以上）と他の共重合モノマー（酢酸ビニル、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステル、芳香族ビニル等）とのランダム、ブロック、グラフト共重合体等を用いることができる。これらのオレフィン系樹脂は、１種でもよいし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
また、オレフィン系樹脂は、炭素繊維との密着性を高めるため、オレフィン系樹脂中に酸変性ポリオレフィンを含有させることができる。酸変性ポリオレフィンの含有量は、オレフィン系樹脂と酸変性ポリオレフィンとの合計量中、２０質量％以下の量が好ましい。酸変性ポリオレフィンは、例えば、特開２００５−１２５５８１号公報の〔００１０〕〜〔００１４〕に記載のものと同じものを用いることができる。
The carbon fiber tape used as the carbon fiber wound tape is made of a composite containing carbon fibers and an olefin resin.
Carbon fibers are well known, and PAN, pitch, rayon, lignin and the like can be used.
Olefin resins include polypropylene, high density, low density and linear low density polyethylene, poly-1-butene, polyisobutylene, ethylene / propylene copolymer, ethylene-propylene-diene terpolymer (as raw materials) Diene component is 10% by mass or less), random with polymethylpentene, ethylene or propylene (50 mol% or more) and other copolymerization monomers (vinyl acetate, alkyl methacrylate, alkyl acrylate, aromatic vinyl, etc.) Blocks, graft copolymers and the like can be used. These olefinic resins may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, since an olefin resin improves the adhesiveness with carbon fiber, acid-modified polyolefin can be contained in an olefin resin. The content of the acid-modified polyolefin is preferably 20% by mass or less in the total amount of the olefin resin and the acid-modified polyolefin. As the acid-modified polyolefin, for example, the same ones as described in [0010] to [0014] of JP-A-2005-125581 can be used.
炭素繊維巻きテープは、円筒状芯材に巻き取られた形態のものであり、作業時には、適当長さを繰り出し、所望長さ（又は所望長さ及び所望幅）に切断して、炭素繊維テープとして使用することができる。 The carbon fiber tape is wound around a cylindrical core material. At the time of work, the carbon fiber tape is fed out to an appropriate length, cut into a desired length (or desired length and desired width), and the carbon fiber tape. Can be used as
炭素繊維巻きテープから取り出した炭素繊維テープは、各種樹脂成形体の補強材として使用することができる。
また複数本の炭素繊維巻きテープを積層した状態で加熱して一体化させたものを補強材として使用することもできる。
The carbon fiber tape taken out from the carbon fiber wound tape can be used as a reinforcing material for various resin moldings.
Moreover, what was heated and integrated in the state which laminated | stacked the several carbon fiber winding tape can also be used as a reinforcing material.
炭素繊維巻きテープから取り出した炭素繊維テープは、平織り、綾織り、朱子織り等の方法を適用して、シート状の織物にすることもでき、前記のシート状の織物を筒状等に加工することもできる。
また炭素繊維巻きテープから取り出した炭素繊維テープを筒状に編み上げることもできる。
The carbon fiber tape taken out from the carbon fiber wound tape can be made into a sheet-like woven fabric by applying a method such as plain weaving, twill weaving, satin weaving, etc., and the sheet-like woven fabric is processed into a cylindrical shape or the like You can also
Moreover, the carbon fiber tape taken out from the carbon fiber wound tape can be knitted into a cylindrical shape.
炭素繊維巻きテープから取り出した炭素繊維テープ、それらから得られたシートや筒状体等は、オレフィン系樹脂を含んでいるため、加熱することにより、所望形状に変形させることができる。 Since the carbon fiber tape taken out from the carbon fiber wound tape, the sheet and the cylindrical body obtained therefrom, etc. contain an olefin resin, it can be transformed into a desired shape by heating.
＜無機繊維巻きテープ＞
本発明の継ぎ目部材で使用する炭素繊維巻きテープについて説明する。
本発明で用いる無機繊維巻きテープは、無機繊維テープが円筒状芯材の周囲に多数回（多数層）巻き付けられた（巻き取られた）ものである。
<Inorganic fiber wound tape>
The carbon fiber wound tape used in the joint member of the present invention will be described.
The inorganic fiber wound tape used in the present invention is one in which an inorganic fiber tape is wound (wound) around a cylindrical core material a number of times (multiple layers).
無機繊維巻きテープで使用する無機繊維テープは、円筒状芯材に巻き取ることができ、かつ少なくとも実施例に記載の保持試験を実施したときに外観に変化がないもの（クラック等が生じないもの）である。 The inorganic fiber tape used in the inorganic fiber wound tape can be wound around a cylindrical core material and has at least no change in appearance when subjected to the holding test described in the examples (no cracks or the like) ).
無機繊維巻きテープで使用する無機繊維テープは、下記式（I）から求められる幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲のものである。
２．５×１０-5×Ｎ×ｄ≦Ｗ≦５．０×１０-4×Ｎ×ｄ （I）
（式（I）中、Ｗは無機繊維テープの幅であり、Ｎは無機繊維テープを構成する無機繊維の本数で、前記幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にできる本数であり、ｄは無機繊維の繊維径で５〜３０μmの範囲である。）
The inorganic fiber tape used in the inorganic fiber wound tape has a width (W) determined from the following formula (I) in the range of 5 to 100 mm.
2.5 × 10 −5 × N × d ≦ W ≦ 5.0 × 10 −4 × N × d (I)
(In formula (I), W is the width of the inorganic fiber tape, N is the number of inorganic fibers constituting the inorganic fiber tape, and the number that can make the width (W) in the range of 5 to 100 mm, d is (The fiber diameter of the inorganic fiber is in the range of 5 to 30 μm.)
式（I）から求められる無機繊維テープの幅（Ｗ）は、例えば、 繊維径１０μmの無機繊維は２０，０００本を使用し、無機繊維テープの幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にし、
繊維径２０μmの無機繊維は１０，０００本を使用し、無機繊維テープの幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にし、
繊維径３０μmの無機繊維は７，０００本を使用し、無機繊維テープの幅（Ｗ）を約５〜約１００ｍｍの範囲にすることができる。
式（I）から求められる無機繊維テープの幅（Ｗ）が５ｍｍ以上であると、樹脂（オレフィン系樹脂）の含浸が充分になるので、無機繊維テープ自体の強度が高められ、製造時の繊維切れが起こり難くなる。
式（I）から求められる無機繊維テープの幅（Ｗ）が１００ｍｍ以下であると、テープ内の無機繊維の分布が均一になるので、無機繊維を含んでいることによる機能が充分に発現されるほか、取り扱いも容易である。
式（I）から求められる無機繊維テープの幅（Ｗ）は、１０〜８０ｍｍが好ましく、１０〜５０ｍｍがより好ましい。
The width (W) of the inorganic fiber tape obtained from the formula (I) is, for example, 20,000 inorganic fibers having a fiber diameter of 10 μm, and the width (W) of the inorganic fiber tape is in the range of 5 to 100 mm.
10,000 inorganic fibers having a fiber diameter of 20 μm are used, and the width (W) of the inorganic fiber tape is set in the range of 5 to 100 mm.
7,000 inorganic fibers having a fiber diameter of 30 μm are used, and the width (W) of the inorganic fiber tape can be in the range of about 5 to about 100 mm.
If the width (W) of the inorganic fiber tape obtained from the formula (I) is 5 mm or more, the resin (olefin resin) is sufficiently impregnated, so that the strength of the inorganic fiber tape itself is increased, and the fiber during production Cutting is difficult to occur.
When the width (W) of the inorganic fiber tape obtained from the formula (I) is 100 mm or less, the distribution of the inorganic fibers in the tape becomes uniform, so that the function due to the inclusion of the inorganic fibers is sufficiently expressed. Besides, it is easy to handle.
10-80 mm is preferable and, as for the width | variety (W) of the inorganic fiber tape calculated | required from Formula (I), 10-50 mm is more preferable.
無機繊維巻きテープで使用する円筒状芯材は、幅（直径）方向の断面が円形のものであるが、多角形（三角形以上であるが、望ましくは六角形、八角形等）でもよいし、楕円形でもよい。
円筒状芯材は、紙、木、プラスチック、金属、セラミックス等からなるものを用いることができる。
The cylindrical core material used in the inorganic fiber wound tape has a circular cross section in the width (diameter) direction, but may be polygonal (more than a triangle, but preferably hexagonal, octagonal, etc.) It may be oval.
The cylindrical core material can be made of paper, wood, plastic, metal, ceramics, or the like.
円筒状芯材の最小直径（最小外径）（Ｄ）は、式（II）から求められるものである。円筒状芯材の最小直径（Ｄ）は、上記幅（Ｗ）の無機繊維テープを巻き取ることができ、かつ少なくとも実施例に記載の保持試験を実施したときに外観に変化を生じさせない（クラック等を生じさせない）ような最小値である。 The minimum diameter (minimum outer diameter) (D) of the cylindrical core material is obtained from the formula (II). The minimum diameter (D) of the cylindrical core material can wind up the inorganic fiber tape having the above-mentioned width (W), and does not cause a change in appearance when at least the holding test described in the examples is performed (cracking). And so on).
３．０×Ｆ×ｔ≦Ｄ （II）
（式（II）中、Ｆは無機繊維量で、２０〜６０質量％の範囲であり、ｔは無機繊維テープの厚みで、０．１〜１．０ｍｍの範囲である。）
なお、円筒状芯材の断面形状が多角形、例えば六角形の場合には、正対する角同士を結んだ長さが前記Ｄとなり、楕円形の場合には長径の長さが前記Ｄとなる。
3.0 × F × t ≦ D (II)
(In Formula (II), F is the amount of inorganic fibers and is in the range of 20 to 60% by mass, and t is the thickness of the inorganic fiber tape and is in the range of 0.1 to 1.0 mm.)
In addition, when the cross-sectional shape of the cylindrical core is a polygon, for example, a hexagon, the length connecting the opposite corners is D, and in the case of an ellipse, the length of the major axis is D. .
無機繊維テープは、無機繊維量が少ないほど（即ち、オレフィン系樹脂量が多いほど）、柔軟性が向上して芯材に巻きやすくなる。但し、取り扱い上等の観点から一定の幅を確保しようとすると繊維の均一分散が困難になり、無機繊維量が少ないため、機械的強度も低下する。
また、無機繊維量が多いほど（即ち、オレフィン系樹脂量が少ないほど）、柔軟性が低下して、芯材に巻き難くなるほか、テープに成形することができない場合もある。
さらに無機繊維テープは、厚みが大きいと製造は容易であるが、芯材に巻きにくくなり、厚みが小さいと製造が困難になるが、芯材に巻きやすくなる。
As the inorganic fiber tape has a smaller amount of inorganic fiber (that is, a larger amount of olefin-based resin), the flexibility is improved and the core fiber is easily wound. However, if a certain width is to be secured from the viewpoint of handling, etc., it becomes difficult to uniformly disperse the fibers, and the amount of inorganic fibers is small, so that the mechanical strength is also lowered.
In addition, the greater the amount of inorganic fiber (that is, the smaller the amount of olefinic resin), the lower the flexibility and the difficulty of winding on the core material.
Furthermore, although the inorganic fiber tape is easy to manufacture when the thickness is large, it is difficult to wind the core around the core material. When the thickness is small, the manufacture becomes difficult, but it is easy to wind around the core material.
式（II）は、無機繊維テープの無機繊維濃度（Ｆ）及び厚み（ｔ）の関係から、無機繊維テープを巻き付けて保持できる円筒状芯材の最小直径（Ｄ）を求めるものである。
具体的には、様々な濃度（Ｆ）及び厚み（ｔ）を有する無機繊維テープを様々な直径の芯材に巻き付けたとき、無機繊維テープに外観変化が生じない場合の芯材の最小直径（Ｄ）を実験により測定し、濃度（Ｆ）及び厚み（ｔ）との関連から式（II）を導くことができる。
Formula (II) calculates | requires the minimum diameter (D) of the cylindrical core material which can wind and hold | maintain an inorganic fiber tape from the relationship of the inorganic fiber density | concentration (F) and thickness (t) of an inorganic fiber tape.
Specifically, when an inorganic fiber tape having various concentrations (F) and thicknesses (t) is wound around a core material having various diameters, the minimum diameter of the core material when no change in appearance occurs in the inorganic fiber tape ( D) is measured experimentally, and equation (II) can be derived from the relationship with concentration (F) and thickness (t).
式（II）から求められる円筒状芯材の最小直径（Ｄ）以上であると、巻き付けて保持したときに無機繊維テープにクラック等が生じることがない。なお、円筒状芯材の最小直径（Ｄ）は、運搬時、保管時、作業時等における取り扱い易さの観点からは、式（II）から求められる最小直径（Ｄ）を満たすものの内、２５ｍｍ以上であることが好ましく、３０ｍｍ以上であることがより好ましい。
また、円筒状芯材の上限値は、無機繊維テープを巻くことができ、かつクラック等を生じさせないとの理由からは制限はなく、製造工程、保管及び運搬、作業現場等の要請に応じて適宜選択することができるものであり、例えば１０００ｍｍ以下にすることができるが、取り扱い上の観点からは８００ｍｍ以下が好ましく、６００ｍｍ以下、５００ｍｍ以下がより好ましい。
When the diameter is equal to or larger than the minimum diameter (D) of the cylindrical core material obtained from the formula (II), the inorganic fiber tape is not cracked when wound and held. In addition, the minimum diameter (D) of the cylindrical core material is 25 mm among those satisfying the minimum diameter (D) obtained from the formula (II) from the viewpoint of ease of handling during transportation, storage, work, etc. It is preferable that it is above, and it is more preferable that it is 30 mm or more.
In addition, the upper limit of the cylindrical core material is not limited for the reason that the inorganic fiber tape can be wound and does not cause cracks, etc., according to requests from the manufacturing process, storage and transportation, work site, etc. For example, it can be set to 1000 mm or less, but is preferably 800 mm or less, more preferably 600 mm or less and 500 mm or less from the viewpoint of handling.
使用する無機繊維の種類により、同じテープ幅、テープ厚み、テープ長さであっても、テープの剛性（曲げ弾性率、引張強度等）が異なる。
このため、無機繊維テープの種類（無機繊維テープに含有される無機繊維の種類）によっては、式（II）で求められる芯材の最小直径（Ｄ）を調整することが望ましい。
例えば、式（I）から求められる幅５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、長さ８０ｍｍで、オレフィン系樹脂６０質量％のガラス繊維テープの曲げ弾性率（又は引張強度）（S1）と最小直径（Ｄ1）を基準として、他の繊維の同じ条件の曲げ弾性率（又は引張強度）（S2）としたときの最小直径(Ｄ2)は、
次式：Ｄ2＝Ｄ1×S2／S1、から求めることができる。
Depending on the type of inorganic fiber used, the rigidity (flexural modulus, tensile strength, etc.) of the tape varies even with the same tape width, tape thickness, and tape length.
For this reason, depending on the type of inorganic fiber tape (the type of inorganic fiber contained in the inorganic fiber tape), it is desirable to adjust the minimum diameter (D) of the core material determined by the formula (II).
For example, the flexural modulus (or tensile strength) (S1) and minimum diameter (D1) of a glass fiber tape having a width of 50 mm, a thickness of 0.4 mm, and a length of 80 mm determined from the formula (I) and 60% by mass of an olefin resin. ) As a standard, the minimum diameter (D2) when the flexural modulus (or tensile strength) (S2) of other fibers is the same as
It can be obtained from the following formula: D2 = D1 × S2 / S1.
ガラス繊維テープは、線膨張係数（線膨張率）（実施例に記載の測定方法による）が4.0×10-6／℃〜50×10-6／℃のものであり、好ましくは5.0×10-6／℃〜25×10-6／℃のものである。
玄武岩繊維テープは、線膨張係数（線膨張率）（実施例に記載の測定方法による）が6.0×10-6／℃〜50×10-6／℃のものであり、好ましくは6.5×10-6／℃〜25×10-6／℃のものである。
The glass fiber tape has a linear expansion coefficient (linear expansion coefficient) (according to the measuring method described in Examples) of 4.0 × 10 −6 / ° C. to 50 × 10 −6 / ° C., preferably 5.0 × 10 − 6 / ° C. to 25 × 10 −6 / ° C.
The basalt fiber tape has a linear expansion coefficient (linear expansion coefficient) (according to the measurement method described in Examples) of 6.0 × 10 −6 / ° C. to 50 × 10 −6 / ° C., preferably 6.5 × 10 − 6 / ° C. to 25 × 10 −6 / ° C.
無機繊維巻きテープとなる無機繊維テープは、無機繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体からなるものである。なお、本発明で用いる無機繊維には炭素繊維は含まれない。
無機繊維は、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維等から選ばれるものであるが、ガラス繊維、玄武岩繊維が好ましく、ガラス繊維が特に好ましい。
オレフィン系樹脂は、上記の炭素繊維テープの製造で使用するものと同じものを使用することができる。
The inorganic fiber tape used as an inorganic fiber winding tape consists of a composite containing inorganic fiber and olefin resin. In addition, carbon fiber is not contained in the inorganic fiber used by this invention.
The inorganic fiber is selected from glass fiber, basalt fiber, silica fiber, silica / alumina fiber, zirconia fiber, boron nitride fiber, silicon nitride fiber, etc., glass fiber and basalt fiber are preferable, and glass fiber is particularly preferable. .
The same thing as what is used by manufacture of said carbon fiber tape can be used for olefin resin.
無機繊維巻きテープは、円筒状芯材に巻き取られた形態のものであり、作業時には、適当長さを繰り出し、所望長さ（又は所望長さ及び所望幅）に切断して、無機繊維テープとして使用することができる。 The inorganic fiber wound tape is wound around a cylindrical core material. At the time of work, the inorganic fiber tape is fed out to an appropriate length and cut into a desired length (or desired length and desired width). Can be used as
無機繊維巻きテープから取り出した無機繊維テープは、各種樹脂成形体の補強材として使用することができる。
また複数本の無機繊維巻きテープを積層した状態で加熱して一体化させたものを補強材として使用することもできる。
The inorganic fiber tape taken out from the inorganic fiber wound tape can be used as a reinforcing material for various resin moldings.
Moreover, what was heated and integrated in the state which laminated | stacked the several inorganic fiber winding tape can also be used as a reinforcing material.
無機繊維巻きテープから取り出した無機繊維テープは、平織り、綾織り、朱子織り等の方法を適用して、シート状の織物にすることもでき、前記のシート状の織物を筒状等に加工することもできる。
また無機繊維巻きテープから取り出した無機繊維テープを筒状に編み上げることもできる。
The inorganic fiber tape taken out from the inorganic fiber wound tape can be made into a sheet-like woven fabric by applying a method such as plain weaving, twill weaving, satin weaving, etc., and the sheet-like woven fabric is processed into a cylindrical shape or the like You can also
Moreover, the inorganic fiber tape taken out from the inorganic fiber wound tape can be knitted into a cylindrical shape.
無機繊維巻きテープから取り出した無機繊維テープ、それらから得られたシートや筒状体等は、オレフィン系樹脂を含んでいるため、加熱することにより、所望形状に変形させることができる。 Since the inorganic fiber tape taken out from the inorganic fiber wound tape, the sheet and the cylindrical body obtained therefrom, etc. contain an olefin resin, it can be transformed into a desired shape by heating.
＜炭素繊維巻きテープ及び無機繊維巻きテープの製造方法＞
図１、図２により、炭素繊維巻きテープ及び無機繊維巻きテープの製造方法を説明する。
最初の工程にて、送りロール１５、１６で支持しながら、１本又は２本以上の炭素繊維又は無機繊維を含む集束体１０をクロスヘッドダイ２０に導入する。
<Method for producing carbon fiber wound tape and inorganic fiber wound tape>
The manufacturing method of a carbon fiber winding tape and an inorganic fiber winding tape is demonstrated with FIG. 1, FIG.
In the first step, the bundling
炭素繊維の集束体１０は、繊維径が５〜２４μｍ、繊維本数が１０００〜２００，０００本の範囲の炭素繊維束が好ましく、より好ましくは３０００〜１５０，０００本の範囲の炭素繊維束である。
この炭素繊維束は、市販の炭素繊維束（例えば、３０Ｋ＝30,000本）をそのまま使用してもよいし、複数の市販の炭素繊維束を組み合わせて使用（例えば、１０Ｋ＝10,000本の繊維束を３束組み合わせて30,000本にして使用）してもよい。
またこの炭素繊維の集束体１０は、炭素繊維束をそのまま使用しもよいし、炭素繊維束の表面を集束剤にて表面処理して仮留め状態（束がばらけることがなく、かつ後の開繊作業が損なわれない程度に一体化された状態）にしたものでもよい。
The carbon
As this carbon fiber bundle, a commercially available carbon fiber bundle (for example, 30K = 30,000) may be used as it is, or a plurality of commercially available carbon fiber bundles are used in combination (for example, 10K = 10,000 fiber bundles). 3 bundles may be used in combination with 30,000).
In addition, the
無機繊維の集束体１０は、繊維径が５〜２４μｍ、繊維本数が１０００〜２００，０００本の範囲の無機繊維束が好ましく、より好ましくは３０００〜１５０，０００本の範囲の無機繊維束である。
この無機繊維束は、市販の無機繊維束（例えば、２０Ｋ＝20,000本）をそのまま使用してもよいし、複数の市販の無機繊維束を組み合わせて使用（例えば、５Ｋ＝5,000本の繊維束を４束組み合わせて20,000本にして使用）してもよい。
またこの無機繊維の集束体１０は、無機繊維束をそのまま使用しもよいし、無機繊維束の表面を集束剤にて表面処理して仮留め状態（束がばらけることがなく、かつ後の開繊作業が損なわれない程度に一体化された状態）にしたものでもよい。
The
As this inorganic fiber bundle, a commercially available inorganic fiber bundle (for example, 20K = 20,000) may be used as it is, or a plurality of commercially available inorganic fiber bundles are used in combination (for example, 5K = 5,000 fiber bundles). 4 bundles may be used to make 20,000).
In addition, the
次に、クロスヘットダイ２０内において、加熱及び加圧状態にて、炭素繊維又は無機繊維を含む集束体１０を開繊しながら溶融樹脂（溶融状態のオレフィン系樹脂）と接触させる。
Next, in the cross-head die 20, the bundling
集束体１０の開繊は、集束体１０に対して厚み方向に圧力を加えることができる方法であればよく、本発明では、上型２１と下型２２とを組み合わせたクロスヘットダイ２０を用いる。
The converging
クロスヘッドダイ２０は、長さ方向に連続して形成された波形状の凹凸２１ａを有する上型２１と、上型２１の波形状の凹凸２１ａと嵌合できるように形成された波形状の凹凸２２ａを有する下型２２が組み合わされている。
The cross-head die 20 includes an
上型２１（又は下型２２でもよい）に溶融樹脂の導入ライン（導入孔）２５が設けられており、上型２１と下型２２との間の集束体１０の通過間隙に溶融樹脂を供給できるようになっている。
The upper mold 21 (or the lower mold 22) is provided with a molten resin introduction line (introduction hole) 25, and the molten resin is supplied to the passing gap of the focusing
上型２１と下型２２には、それぞれ加熱手段が取り付けられ、それらの通過間隙を通る集束体１０を加熱する。このときの加熱温度は、導入ライン（導入孔）２５から供給した樹脂（オレフィン系樹脂）の融点以上の温度である。
A heating means is attached to each of the
集束体１０は、上型２１と下型２２との間の通過間隙を通るとき、凹凸２１ａ、２２ａの間隙をジグザグに通過する過程で開繊され、炭素繊維間又は無機繊維間に溶融したオレフィン系樹脂が含浸される。
When the converging
その後、集束体１０とオレフィン系樹脂が一体化された複合体が、クロスヘッドダイ２０のスリット出口２６からテープ状（炭素繊維テープ１１又は無機繊維テープ１１）に押し出される。このとき、スリット出口２６の大きさを調整することで、炭素繊維テープ１１又は無機繊維テープ１１の厚みと幅が調整される。
Then, the composite body in which the focusing
その後、適宜配置された冷却ロール３１、３２、３３で冷却されながら引き取られ、円柱状の芯材に巻き取られ、炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープが得られる。
図１では、冷却ロール３１、３２、３３が、それぞれ炭素繊維テープ１１又は無機繊維テープ１１を介して当接しない位置に配置されており、炭素繊維テープ１１又は無機繊維テープ１１のいずれか一面が先に冷却され、続いて他面が冷却される。
図２では、冷却ロール３１、３２が、それぞれ炭素繊維テープ１１又は無機繊維テープ１１を介して当接する位置に配置されており、炭素繊維テープ１１又は無機繊維テープ１１の両面が同時に冷却される。
Then, it is taken up while being cooled by cooling
In FIG. 1, the cooling rolls 31, 32, and 33 are arranged at positions where they do not come into contact with each other via the
In FIG. 2, the cooling rolls 31 and 32 are arrange | positioned in the position which contact | abuts via the
＜継ぎ目部材＞
本発明の継ぎ目部材は、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体と補強材となる炭素繊維テープ又は無機繊維テープが一体化されているものである。
炭素繊維テープ及び無機繊維テープは、上記した炭素繊維巻きテープ及び無機繊維巻きテープを使用する。
<Seam member>
The joint member of the present invention is obtained by integrating a thermoplastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body and a carbon fiber tape or an inorganic fiber tape serving as a reinforcing material.
As the carbon fiber tape and the inorganic fiber tape, the above-described carbon fiber wound tape and inorganic fiber wound tape are used.
熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体と補強材となる炭素繊維テープ又は無機繊維テープが一体化されていることは、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体と補強材となる炭素繊維テープ又は無機繊維テープが密着している状態を意味するものであり、例えば、次の２つの実施形態にすることができる。 The integration of the thermoplastic resin molded body or the thermoplastic elastomer molded body and the carbon fiber tape or inorganic fiber tape serving as the reinforcing material means that the thermoplastic resin molded body or the thermoplastic elastomer molded body and the carbon fiber serving as the reinforcing material are combined. This means that the tape or the inorganic fiber tape is in close contact, and for example, the following two embodiments can be made.
〔第１の実施形態〕
炭素繊維テープ又は無機繊維テープからなる補強材が、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体内に埋設されたものである。
炭素繊維テープ又は無機繊維テープからなる補強材の埋設状態は、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体の形状に応じて適宜調整することができ、例えば、図３（ａ）〜（ｆ）に示すようにすることができる。
図３（ａ）に示す継ぎ目部材１００は、成形体１１１の厚さ方向の中間位置にテープ１１２が埋設されている。
図３（ｂ）に示す継ぎ目部材１００は、成形体１１１の厚さ方向の両端側に分離してテープ１１２ａ、１１２ｂが埋設されている。
図３（ｃ）に示す継ぎ目部材１００は、成形体１１１の厚さ方向の中間位置に２本のテープ１１２ａ、１１２ｂが積層された状態で埋設されている。
図３（ｄ）に示す継ぎ目部材１００は、成形体１１１の厚さ方向の一端側にのみテープ１１２が埋設されている。
図３（ｅ）、（ｆ）に示す継ぎ目部材１００は、成形体１１１内において、異なる方向（斜め方向でもよい）に配置されたテープ１１２ａ、１１２ｂが埋設されている。図３（ｅ）、（ｆ）ではテープ１１２ａ、１１２ｂが接触した状態で埋設されているが、分離された状態で埋設されていてもよい。
図３（ｅ）では、テープ１１２ａ、１１２ｂがＴ字型に配置され、図３（ｆ）では、テープ１１２ａ、１１２ｂがＬ字型に配置されているが、成形体１１１の形状に応じて、複数本のテープを様々な組み合わせ状態で配置することができる。
また図３（ａ）〜（ｆ）では、テープを湾曲させた状態（例えば、図３（ａ）でテープ１１２が弓なりになった状態）や螺旋状に変形させた状態で埋設されていもよい。
[First Embodiment]
A reinforcing material made of carbon fiber tape or inorganic fiber tape is embedded in a thermoplastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body.
The embedded state of the reinforcing material composed of the carbon fiber tape or the inorganic fiber tape can be appropriately adjusted according to the shape of the thermoplastic resin molded body or the thermoplastic elastomer molded body. For example, FIGS. 3 (a) to 3 (f). As shown in
In the
The
The
In the
In the
In FIG. 3E, the
3 (a) to 3 (f), the tape may be embedded in a curved state (for example, the
〔第２の実施形態〕
炭素繊維テープ又は無機繊維テープからなる補強材が、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体表面に固着されたものである。
炭素繊維テープ又は無機繊維テープからなる補強材の固着状態は、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体の形状に応じて適宜調整することができ、例えば、図３（ｇ）、（ｈ）に示すようにすることができる。
図３（ｇ）に示す継ぎ目部材１００は、成形体１１１の両面にテープ１１２ａ、１１２ｂが固着されている。
図３（ｇ）に示す継ぎ目部材１００は、成形体１１１の一面にテープ１１２が固着されている。
成形体１１１の形状に応じて、一部の表面や全部の表面にテープ１１２を固着することができる。
また、２本のテープ１１２ａ、１１２ｂ（必要に応じて３本以上のテープ）は、それらを積層した状態で加熱して一体化したもの（積層一体化したテープ）でもよい。２本のテープ１１２ａ、１１２ｂ間には、薄いオレフィン系樹脂層が存在することになる。
[Second Embodiment]
A reinforcing material made of a carbon fiber tape or an inorganic fiber tape is fixed to the surface of a thermoplastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body.
The fixing state of the reinforcing material composed of the carbon fiber tape or the inorganic fiber tape can be appropriately adjusted according to the shape of the thermoplastic resin molded body or the thermoplastic elastomer molded body. For example, FIG. 3 (g), (h) As shown in
In the
In the
Depending on the shape of the molded
Further, the two
本発明の継ぎ目部材は、２つの部材の接続部分（継ぎ目）に配置されるものであり、例えば、上記した特許文献５〜１１に開示された各種モールを挙げることができる。
より具体的には、自動車のサイドパネルとルーフパネルとの継ぎ目に配置されるルーフモール、自動車のクォーターウィンドウ、バックウィンドウ等のウィンドウガラスの周囲に取り付けるモール（ループ状モール）を挙げることができ、その他にも建築材料としても使用することができる。
The joint member of the present invention is disposed at a connecting portion (seam) between two members, and examples thereof include various malls disclosed in Patent Documents 5 to 11 described above.
More specifically, a roof molding placed at the joint between the side panel of the automobile and the roof panel, a molding attached to the window glass such as a quarter window of the automobile, and a back window (loop-shaped molding) can be mentioned. In addition, it can be used as a building material.
熱可塑性樹脂成形体で使用する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、アクリル系接着剤、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー、塩素化ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、プラスチゾル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、飽和無定形ポリエステル、セルロース誘導体等を挙げることができる。 The thermoplastic resin used in the thermoplastic resin molding is polyolefin such as polyethylene or polypropylene, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, acrylic adhesive, chlorinated polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer. , Ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ionomer, chlorinated polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, plastisol, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl ether , Polyvinyl pyrrolidone, polyamide, saturated amorphous polyester, cellulose derivative and the like.
熱可塑性エラストマー成形体で使用する熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。 The thermoplastic elastomer used in the molded thermoplastic elastomer is polystyrene-based thermoplastic elastomer, polyolefin-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyvinyl chloride-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic. An elastomer etc. can be mentioned.
本発明の継ぎ目部材は、上記した炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープ（いずれも所定径の芯材に各繊維テープが巻き付けられたもの）から取り出された所定長さの炭素繊維テープ又は無機繊維巻きテープからなる補強材と、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを使用して、周知のインサート成形や異形押出成形を適用して製造することができる。
その他、所望形状に成形された熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーの２枚の成形体間に、上記した炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープから取り出された所定長さの炭素繊維テープ又は無機繊維テープからなる補強材を配置した後、熱プレス成形により一体化する方法、接着剤で張り合わせる方法も適用することができる。
なお、炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープから取り出した炭素繊維テープ又は無機繊維巻きテープからなる補強材は、必要に応じて長さ方向に切断して幅を調整することもできる。長さ方向に切断するとき、例えば長さ方向に２等分以上に切断してもよいし、一端側又は両端側のみを切断してもよい。
The seam member of the present invention is a carbon fiber tape or inorganic fiber having a predetermined length taken out from the above-described carbon fiber-wrapped tape or inorganic fiber-wrapped tape (both of which have each fiber tape wound around a core material having a predetermined diameter). It can be manufactured by applying a well-known insert molding or profile extrusion molding using a reinforcing material made of a wound tape and a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer.
In addition, a carbon fiber tape or inorganic fiber tape of a predetermined length taken out from the above-described carbon fiber wound tape or inorganic fiber wound tape between two molded bodies of thermoplastic resin or thermoplastic elastomer molded into a desired shape. After arranging the reinforcing material made of, a method of integrating by hot press molding and a method of bonding with an adhesive can also be applied.
In addition, the reinforcing material consisting of the carbon fiber tape or the inorganic fiber wound tape taken out from the carbon fiber wound tape or the inorganic fiber wound tape can be cut in the length direction as necessary to adjust the width. When cutting in the length direction, for example, it may be cut into two or more equal parts in the length direction, or only one end or both ends may be cut.
また上記した第１の実施形態と第２の実施形態の継ぎ目部材（図３（ａ）〜（ｈ））は、次に説明する製造方法（図４（ａ）、（ｂ）参照）を適用して製造することもできる。
図４（ａ）により、図３（ａ）に示す継ぎ目部材１００の製造方法を説明する。
一つの押出機から押し出された直後のシート状成形体１２１ａ、別の押出機から押し出された直後のシート状成形体１２１ｂの間に、炭素繊維巻きテープ（又は無機繊維巻きテープ）から送り出した炭素繊維テープ（又は無機繊維テープ）１２２が挿入されるようにして、この状態で２本の圧着ロール２０１、２０２の間を通して厚さ方向両側から圧着して、図３（ａ）で示す断面構造を有する長尺状の成形体１００を製造する。長尺状の成形体１００は、用途に応じた適当な長さに切断する。
Further, the manufacturing method described below (see FIGS. 4A and 4B) is applied to the joint members (FIGS. 3A to 3H) of the first and second embodiments described above. Can also be manufactured.
A method for manufacturing the
Carbon fed from a carbon fiber-wrapped tape (or inorganic fiber-wrapped tape) between a sheet-shaped molded
図４（ｂ）により、図３（ｇ）に示す継ぎ目部材１００の製造方法を説明する。
押出機から押し出された直後のシート状成形体１２１が両面側から挟み込まれるようにして、２つの炭素繊維巻きテープ（又は無機繊維巻きテープ）から２本の炭素繊維テープ（又は無機繊維テープ）１２２ａ、１２２ｂを送り出し、この状態で２本の圧着ロール２０１、２０２の間を通して厚さ方向両側から圧着して、図３（ｇ）で示す断面構造を有する長尺状の成形体１００を製造する。長尺状の成形体１００は、用途に応じた適当な長さに切断する。
本発明の炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープは長尺状のテープをロールで巻き取った状態で使用することができるため、図４（ａ）、（ｂ）で示すような連続的製造方法を実施することができる。
A method for manufacturing the
Two carbon fiber tapes (or inorganic fiber tapes) 122a from two carbon fiber wound tapes (or inorganic fiber wound tapes) so that the sheet-like molded
Since the carbon fiber wound tape or inorganic fiber wound tape of the present invention can be used in a state in which a long tape is wound with a roll, a continuous production method as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Can be implemented.
本発明の継ぎ目部材の製造時には、予め所定長さの炭素繊維テープ又は無機繊維テープを用意する必要はなく、作業現場において、炭素繊維巻きテープ又は無機繊維巻きテープから所定長さの炭素繊維テープ又は無機繊維テープを取り出して使用することができる。
このため、狭いスペースでも作業ができ、炭素繊維テープ又は無機繊維テープの取り扱いも容易であることから作業性が非常に良い。
When manufacturing the seam member of the present invention, it is not necessary to prepare a carbon fiber tape or an inorganic fiber tape having a predetermined length in advance, and a carbon fiber tape having a predetermined length from the carbon fiber wound tape or the inorganic fiber wound tape at the work site. The inorganic fiber tape can be taken out and used.
For this reason, since work can be performed in a narrow space and the handling of the carbon fiber tape or the inorganic fiber tape is easy, workability is very good.
また炭素繊維テープ又は無機繊維テープは、柔軟性が高いので作業時にクラック等が入ることがなく、例えば螺旋状に巻いた状態で使用することもできる。 Moreover, since the carbon fiber tape or the inorganic fiber tape has high flexibility, it does not cause cracks or the like during work, and can be used, for example, in a spirally wound state.
さらに上記の炭素繊維テープ又は無機繊維テープは、炭素繊維テープ又は無機繊維テープと他の熱可塑性樹脂との積層体からなるもの、炭素繊維テープ又は無機繊維テープの織物からなるもの、前記の炭素繊維テープの織物又は無機繊維テープの織物が加熱及び加圧プレスされた炭素繊維シート又は無機繊維シートからなるものを使用することもできる。 Further, the carbon fiber tape or the inorganic fiber tape includes a laminate of the carbon fiber tape or the inorganic fiber tape and another thermoplastic resin, a carbon fiber tape or a woven fabric of the inorganic fiber tape, and the carbon fiber. It is also possible to use a tape fabric or an inorganic fiber tape fabric comprising a carbon fiber sheet or an inorganic fiber sheet that has been heated and pressed.
本発明の継ぎ目部材は、炭素繊維テープ又は無機繊維テープを補強材として埋設するものであることから、補強材として金属を使用したものと比べると軽量であるが、高い機械的強度を有している。 Since the seam member of the present invention embeds carbon fiber tape or inorganic fiber tape as a reinforcing material, it is lighter than those using metal as a reinforcing material, but has high mechanical strength. Yes.
＜炭素繊維テープの製造例（I）＞
図１に示すフローと下記製造条件により、表１に示す炭素繊維濃度と厚みを有する炭素繊維テープを製造した。
<Production example of carbon fiber tape (I)>
A carbon fiber tape having the carbon fiber concentration and thickness shown in Table 1 was produced according to the flow shown in FIG. 1 and the following production conditions.
炭素繊維集束体１０：トレカ糸，Ｔ７００Ｓ（東レ株式会社製）
集束体１０の送り速度：５ｍ／分
クロスヘッドダイ２０の加熱温度：２９０℃
スリット出口：幅（テープの厚み）０．１〜０．６ｍｍ×長さ（テープの幅）１０〜５０ｍｍ
冷却ロール３１の表面温度：８０℃
冷却ロール３２の表面温度：８０℃
冷却ロール３３の表面温度：６０℃
オレフィン系樹脂（酸変性ポリプロピレンを含む）：ポリプロピレン，ＰＭＢ６０Ａ（サンアロマー株式会社製）に酸変性ポリプロピレン（OREVAC CA100；アルケマ（株）製；マレイン酸変性量1.0質量％）を合計量中１０質量％になるように配合したもの。
Carbon fiber bundle 10: trading card yarn, T700S (manufactured by Toray Industries, Inc.)
Feed speed of focusing body 10: 5 m / min Heating temperature of crosshead die 20: 290 ° C.
Slit exit: width (tape thickness) 0.1-0.6 mm x length (tape width) 10-50 mm
Surface temperature of cooling roll 31: 80 ° C.
Surface temperature of cooling roll 32: 80 ° C.
Surface temperature of cooling roll 33: 60 ° C
Olefin-based resins (including acid-modified polypropylene): Polypropylene, PMB60A (manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) and acid-modified polypropylene (OREVAC CA100; manufactured by Arkema Co., Ltd .; maleic acid-modified 1.0% by mass) to 10% by mass in the total amount What was blended to become.
得られた炭素繊維テープの炭素繊維濃度（Ｆ）と厚み（ｔ）を用い、式（II）：４．５×Ｆ×ｔ≦Ｄ、から円筒状芯材の最小直径（Ｄ）を求めたものを表１に示す。 Using the carbon fiber concentration (F) and thickness (t) of the obtained carbon fiber tape, the minimum diameter (D) of the cylindrical core material was determined from the formula (II): 4.5 × F × t ≦ D. Those are shown in Table 1.
表１の結果から、例えば炭素繊維濃度（Ｆ）が２０質量％のときで、厚み（ｔ）が０．４ｍｍのときは、最小直径（Ｄ）３６ｍｍの芯材に巻き取ることができることになる。 From the results in Table 1, for example, when the carbon fiber concentration (F) is 20% by mass and the thickness (t) is 0.4 mm, it can be wound around a core material having a minimum diameter (D) of 36 mm. .
＜炭素繊維テープの製造例及び比較製造例＞
上記製造例（I）と同様にして、表２、３に示す炭素繊維テープを製造した。表２、表３に示す炭素繊維テープについて、下記の耐久試験（I−１）を実施した。
<Production example and comparative production example of carbon fiber tape>
Carbon fiber tapes shown in Tables 2 and 3 were produced in the same manner as in Production Example (I). The following durability test (I-1) was performed on the carbon fiber tapes shown in Tables 2 and 3.
耐久試験（I−１）
炭素繊維巻きテープは、図１に示す装置を使用し、表２、３に示す直径の芯材に対して機械的に３〜５層となるように巻き取って製造した。巻き終わり端部は粘着テープで固定した。得られた炭素繊維巻きテープは、肉眼観察では各層が密な状態で巻き取られていた。得られた炭素繊維巻きテープについて、次に示す耐久試験（Ｉ−１）をした。
炭素繊維巻きテープを、室温（２０〜２５℃）で、湿度（５０％）の雰囲気で２４時間（１日間）以上保持した。
その後、炭素繊維巻きテープから炭素繊維テープを全て繰り出し、その表面を肉眼で観察して、クラック等の変化があるかどうかを観察した。結果を表２、３に示す。
Durability test (I-1)
The carbon fiber-wrapped tape was manufactured by using the apparatus shown in FIG. 1 and mechanically winding the core material having the diameters shown in Tables 2 and 3 into 3 to 5 layers. The winding end was fixed with an adhesive tape. The obtained carbon fiber-wrapped tape was wound up with each layer in a dense state by visual observation. The obtained carbon fiber wound tape was subjected to the following durability test (I-1).
The carbon fiber wound tape was kept at room temperature (20-25 ° C.) in an atmosphere of humidity (50%) for 24 hours (one day) or more.
Thereafter, all the carbon fiber tape was fed out from the carbon fiber wound tape, and the surface was observed with the naked eye to observe whether there was a change such as a crack. The results are shown in Tables 2 and 3.
比較製造例Ａは、炭素繊維濃度が本発明の範囲外の例（１０質量％）であり、繊維分散が不均一になった結果、繊維間隔が開きすぎて外観不良を起こすとともに、炭素繊維を配合したことによる充分な機械的性質が得られず、製品不良となった。
比較製造例Ｂは、幅（Ｗ）が本発明の範囲外（１ｍｍ）であり、製造時において繊維切れが発生してテープの製造ができかなった。
比較製造例Ｃは、炭素繊維濃度が本発明の範囲外（９０質量％）であり、テープに成形することができなかった。
製造例１〜６と比較製造例１〜６がそれぞれ対の例である。製造例１〜６では、芯材として表１に示した最小直径（Ｄ）を満たすものを使用したことにより、クラックの発生がなかったが、比較製造例１〜６は、最小直径（Ｄ）よりも小さな直径の芯材を使用したため、クラックの発生があった。
Comparative production example A is an example in which the carbon fiber concentration is out of the scope of the present invention (10% by mass), and as a result of non-uniform fiber dispersion, the fiber spacing is too wide to cause an appearance defect, Sufficient mechanical properties due to blending were not obtained, resulting in product defects.
In Comparative Production Example B, the width (W) was outside the range of the present invention (1 mm), and fiber breakage occurred during production, making it impossible to produce a tape.
In Comparative Production Example C, the carbon fiber concentration was outside the range of the present invention (90% by mass) and could not be formed into a tape.
Production Examples 1 to 6 and Comparative Production Examples 1 to 6 are examples of pairs. In Production Examples 1 to 6, since the core material satisfying the minimum diameter (D) shown in Table 1 was used, cracks were not generated, but Comparative Production Examples 1 to 6 were the minimum diameter (D). Since a core material having a smaller diameter was used, cracks occurred.
耐久試験（I−２）
表２、表３に示す製造例１〜６の各テープは、テープの一端を固定した状態で、他端をつかんで１８０°回転させて変形させた後、他端を解放すると直ちに元の形状に回復した。これを１０回以上繰り返してもテープの外観には変化が見られなかった。
Durability test (I-2)
Each tape of Production Examples 1 to 6 shown in Table 2 and Table 3 is in the original shape as soon as one end of the tape is fixed and the other end is grabbed and rotated by 180 ° and then deformed, and then the other end is released. Recovered. Even when this was repeated 10 times or more, no change was observed in the appearance of the tape.
＜無機繊維テープの製造例（II）＞
図１に示すフローと下記製造条件により、表４に示す繊維濃度と厚みの無機繊維テープを製造した。
<Example of manufacturing inorganic fiber tape (II)>
The inorganic fiber tape having the fiber concentration and thickness shown in Table 4 was manufactured according to the flow shown in FIG.
＜無機繊維集束体１０＞
ガラス繊維集束体：ＲＳ２４０ＱＲ−４８９（日東紡績株式会社製）
玄武岩繊維集束体：ＢＣＦ１３−１２００−ＫＶ１２（KAMENNY VEK LTD製）
＜オレフィン系樹脂＞
オレフィン系樹脂（酸変性ポリプロピレンを含む）：ポリプロピレン，ＰＭＢ６０Ａ（サンアロマー株式会社製）に酸変性ポリプロピレン（OREVAC CA100；アルケマ（株）製；マレイン酸変性量1.0質量％）を合計量中５質量％になるように配合したもの。
＜製造条件＞
集束体１０の送り速度：５ｍ／分
クロスヘッドダイ２０の加熱温度：２９０℃
スリット出口：幅（テープの厚み）０．１〜１．０ｍｍ×長さ（テープの幅）１０〜５０ｍｍ
冷却ロール３１の表面温度：８０℃
冷却ロール３２の表面温度：８０℃
冷却ロール３３の表面温度：６０℃
<
Glass fiber bundle: RS240QR-489 (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.)
Basalt fiber bundle: BCF13-1200-KV12 (manufactured by KAMENNY VEK LTD)
<Olefin resin>
Olefin-based resin (including acid-modified polypropylene): Polypropylene, PMB60A (manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) and acid-modified polypropylene (OREVAC CA100; manufactured by Arkema Co., Ltd .; maleic acid-modified 1.0 mass%) to 5 mass% in the total amount What was blended to become.
<Production conditions>
Feed speed of focusing body 10: 5 m / min Heating temperature of crosshead die 20: 290 ° C.
Slit exit: width (tape thickness) 0.1-1.0 mm x length (tape width) 10-50 mm
Surface temperature of cooling roll 31: 80 ° C.
Surface temperature of cooling roll 32: 80 ° C.
Surface temperature of cooling roll 33: 60 ° C
表４に示す円筒状芯材の最小直径（Ｄ）はガラス繊維テープのものであり、式（II）：３．０×Ｆ×ｔ≦Ｄ、から求めた。 The minimum diameter (D) of the cylindrical core material shown in Table 4 is that of the glass fiber tape, and was determined from the formula (II): 3.0 × F × t ≦ D.
玄武岩繊維テープを用いたときの円筒状芯材の最小直径（Ｄ）は、表４に示すガラス繊維テープの最小直径（Ｄ）から以下のようにして算出した。
幅５０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、長さ８０ｍｍで、ポリプロピレン６０質量％のガラス繊維テープの引張強度は１２６０ＭＰａであり、同寸法の玄武岩繊維テープの引張強度は１３３０ＭＰａであった。引張強度（ＭＰａ）：ＩＳＯ５２７−１に準拠して測定した。
玄武岩繊維テープを用いたときの円筒状芯材の最小直径（D2）は、表４に示すガラス繊維テープを用いたときの最小直径（D1）×玄武岩繊維テープの引張強度(S2)／ガラス繊維テープの引張強度(S1)から算出した。
The minimum diameter (D) of the cylindrical core material when using the basalt fiber tape was calculated from the minimum diameter (D) of the glass fiber tape shown in Table 4 as follows.
The tensile strength of a glass fiber tape having a width of 50 mm, a thickness of 0.4 mm, and a length of 80 mm and 60% by mass of polypropylene was 1260 MPa, and the tensile strength of a basalt fiber tape having the same dimensions was 1330 MPa. Tensile strength (MPa): measured in accordance with ISO527-1.
The minimum diameter (D2) of the cylindrical core when using basalt fiber tape is the minimum diameter (D1) when using the glass fiber tape shown in Table 4 × Tensile strength (S2) of basalt fiber tape / glass fiber It was calculated from the tensile strength (S1) of the tape.
表４の結果から、繊維濃度（Ｆ）が２０質量％、厚み（ｔ）が０．６ｍｍのガラス繊維テープは、最小直径（Ｄ）３６ｍｍの芯材に巻き取ることができることになる。
また、繊維濃度（Ｆ）が２０質量％、厚み（ｔ）が０．６ｍｍの玄武岩繊維テープは、３６×１．０６＝３８．２ｍｍであるから３９ｍｍ以上の芯材に巻き取ることができることになる。
From the results in Table 4, a glass fiber tape having a fiber concentration (F) of 20 mass% and a thickness (t) of 0.6 mm can be wound around a core material having a minimum diameter (D) of 36 mm.
Moreover, since the basalt fiber tape having a fiber concentration (F) of 20% by mass and a thickness (t) of 0.6 mm is 36 × 1.06 = 38.2 mm, it can be wound around a core material of 39 mm or more. Become.
＜無機繊維テープの製造例及び比較製造例＞
表５、表６に示す無機繊維テープについて、下記の耐久試験（II−１）を実施した。結果を表５、６に示す。
<Inorganic fiber tape production example and comparative production example>
The following endurance test (II-1) was conducted on the inorganic fiber tapes shown in Tables 5 and 6. The results are shown in Tables 5 and 6.
耐久試験（II−１）
無機繊維巻きテープは、図１に示す装置を使用し、表５、６に示す直径の芯材に対して機械的に３〜５層となるように巻き取って製造した。巻き終わり端部は粘着テープで固定した。得られた無機繊維巻きテープは、肉眼観察では各層が密な状態で巻き取られていた。得られた無機繊維巻きテープについて、次に示す耐久試験（II−１）をした。
無機繊維巻きテープを、室温（２０〜２５℃）で、湿度（５０％）の雰囲気で２４時間（１日間）以上保持した。
その後、無機繊維巻きテープから無機繊維テープを全て繰り出し、その表面を肉眼で観察して、クラック等の変化があるかどうかを観察した。結果を表５、６に示す。
Durability test (II-1)
The inorganic fiber wound tape was manufactured by using the apparatus shown in FIG. 1 and mechanically winding the core material having the diameters shown in Tables 5 and 6 into 3 to 5 layers. The winding end was fixed with an adhesive tape. The obtained inorganic fiber-wound tape was wound up with each layer in a dense state by visual observation. About the obtained inorganic fiber winding tape, the durability test (II-1) shown next was done.
The inorganic fiber wound tape was kept at room temperature (20 to 25 ° C.) in a humidity (50%) atmosphere for 24 hours (one day) or more.
Then, all the inorganic fiber tapes were unwound from the inorganic fiber wound tape, and the surface was observed with the naked eye to observe whether there were changes such as cracks. The results are shown in Tables 5 and 6.
比較製造例Ａは、無機繊維の濃度が本発明の範囲外の例（１０質量％）であり、繊維分散が不均一になった結果、繊維間隔が開きすぎて外観不良を起こすとともに、無機繊維を配合したことによる充分な機械的性質が得られず、製品不良となった。
比較製造例Ｂは、幅（Ｗ）が本発明の範囲外（３ｍｍ）であり、製造時において繊維切れが発生してテープの製造ができかなった。
製造例１〜６と比較製造例１〜６がそれぞれ対の例である。製造例１〜６では、芯材として表４に示した最小直径（Ｄ）を満たすものを使用したことにより、クラックの発生がなかったが、比較製造例１〜６は、最小直径（Ｄ）よりも小さな直径の芯材を使用したため、クラックの発生があった。
Comparative production example A is an example in which the concentration of inorganic fibers is outside the scope of the present invention (10% by mass), and as a result of non-uniform fiber dispersion, the fiber spacing is too wide, resulting in poor appearance and inorganic fibers. As a result, sufficient mechanical properties could not be obtained, resulting in product defects.
In Comparative Production Example B, the width (W) was outside the range of the present invention (3 mm), and fiber breakage occurred during production, making it impossible to produce a tape.
Production Examples 1 to 6 and Comparative Production Examples 1 to 6 are examples of pairs. In Production Examples 1 to 6, there was no occurrence of cracks by using a core material that satisfies the minimum diameter (D) shown in Table 4, but Comparative Production Examples 1 to 6 have a minimum diameter (D). Since a core material having a smaller diameter was used, cracks occurred.
耐久試験（II−２）
表５、表６に示す製造例１〜６の各テープは、テープの一端を固定した状態で、他端をつかんで１８０°回転させて変形させた後、他端を解放すると直ちに元の形状に回復した。これを１０回以上繰り返してもテープの外観には変化が見られなかった。
Durability test (II-2)
Each tape of Production Examples 1 to 6 shown in Table 5 and Table 6 is in the original shape as soon as one end of the tape is fixed and the other end is grasped and rotated by 180 ° and then deformed, and then the other end is released. Recovered. Even when this was repeated 10 times or more, no change was observed in the appearance of the tape.
（線膨張係数の測定）
巻きテープを100cmの長さに切断したものを23℃で24時間放置した後、23℃での長さを測定した。その後、80℃のオーブン中で12時間加熱した後の長さを測定し、変化量から線膨張係数を求めた。
(Measurement of linear expansion coefficient)
The wound tape was cut to a length of 100 cm and allowed to stand at 23 ° C. for 24 hours, and then the length at 23 ° C. was measured. Thereafter, the length after heating in an oven at 80 ° C. for 12 hours was measured, and the linear expansion coefficient was determined from the amount of change.
（比重の測定）
巻きテープを切断し、ＪＩＳ Ｋ７１１２に準拠して測定した。
(Measurement of specific gravity)
The wound tape was cut and measured according to JIS K7112.
実施例１（炭素繊維テープを用いた継ぎ目部材）
表３の製造例４の炭素繊維テープを表７に示す幅に及び長さに切断した。
この炭素繊維テープを金型内に配置した状態で、表７に示す熱可塑性樹脂（ＰＰ：ポリプロピレン，ＰＭＢ６０Ａ；サンアロマー株式会社製）を射出してインサート成形し、幅１２．５ｍｍ、長さ１２５ｍｍ、厚さ３．０ｍｍで、中心部に前記炭素繊維テープが埋設された、図３（ａ）で示す断面構造を有する成形体（継ぎ目部材）を得た。この成形体について表７に示す各項目の測定を行った。
Example 1 (Seam member using carbon fiber tape)
The carbon fiber tape of Production Example 4 in Table 3 was cut into the width and length shown in Table 7.
With this carbon fiber tape placed in the mold, a thermoplastic resin (PP: polypropylene, PMB60A; manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) shown in Table 7 was injected and insert-molded. The width was 12.5 mm, the length was 125 mm, A molded body (seam member) having a thickness of 3.0 mm and having a cross-sectional structure shown in FIG. 3A in which the carbon fiber tape was embedded in the center was obtained. The molded body was measured for each item shown in Table 7.
実施例２（炭素繊維テープを用いた継ぎ目部材）
実施例１に準じて（但し、表３の製造例４の炭素繊維テープを表７に示す幅及び長さに切断したもの２本を使用）、幅１２．５ｍｍ、長さ１２５ｍｍ、厚さ３．０ｍｍで、中心部に前記炭素繊維テープが２本埋設された、図３（ｂ）で示す断面構造を有する成形体（継ぎ目部材）を得た。この成形体について表７に示す各項目の測定を行った。
Example 2 (Seam member using carbon fiber tape)
According to Example 1 (however, two carbon fiber tapes of Production Example 4 in Table 3 cut into the width and length shown in Table 7 are used), width 12.5 mm, length 125 mm, thickness 3 A molded body (seam member) having a cross-sectional structure shown in FIG. 3B in which two carbon fiber tapes were embedded in the center at 0.0 mm was obtained. The molded body was measured for each item shown in Table 7.
実施例３（炭素繊維テープを用いた継ぎ目部材）
実施例１に準じて（但し、表３の製造例４の炭素繊維テープを表７に示す幅及び長さに切断したもの２本を使用）、幅１２．５ｍｍ、長さ１２５ｍｍ、厚さ３．０ｍｍで、中心部に前記炭素繊維テープが２本埋設された、図３（ｃ）で示す断面構造を有する成形体（継ぎ目部材）を得た。この成形体について表７に示す各項目の測定を行った。
Example 3 (Seam member using carbon fiber tape)
According to Example 1 (however, two carbon fiber tapes of Production Example 4 in Table 3 cut into the width and length shown in Table 7 are used), width 12.5 mm, length 125 mm, thickness 3 A molded body (joint member) having a cross-sectional structure shown in FIG. 3C in which two carbon fiber tapes were embedded in the center at 0.0 mm was obtained. The molded body was measured for each item shown in Table 7.
実施例４（ガラス繊維テープを用いた継ぎ目部材）
表６の製造例４のガラス繊維テープを表７に示す幅及び長さに切断した。この長さガラス繊維テープを金型内に配置した状態で、表７に示す熱可塑性樹脂（実施例１と同じＰＰ）を射出してインサート成形し、幅１２．５ｍｍ、長さ１２５ｍｍ、厚さ３．０ｍｍで、中心部に前記ガラス繊維テープが埋設された、図３（ａ）で示す断面構造を有する成形体（継ぎ目部材）を得た。この成形体について表７に示す各項目の測定を行った。
Example 4 (Seam member using glass fiber tape)
The glass fiber tape of Production Example 4 in Table 6 was cut into the width and length shown in Table 7. With this length of glass fiber tape placed in the mold, the thermoplastic resin shown in Table 7 (the same PP as in Example 1) was injected and insert molded, and the width was 12.5 mm, the length was 125 mm, and the thickness was A molded body (joint member) having a cross-sectional structure shown in FIG. 3A in which the glass fiber tape was embedded in the center at 3.0 mm was obtained. The molded body was measured for each item shown in Table 7.
比較例１〜３
比較例１は、炭素繊維テープを使用せずに、表７に示す樹脂（実施例１と同じＰＰ）のみで同寸法の成形体を製造した。
比較例２は、ステンレス片（SUS304）（幅10mm×長さ125mm×厚み0.3mm）を使用した以外は実施例１と同様にして、ステンレス片が埋設された実施例１と同寸法の成形体を得た。
比較例３は、アルミニウム片（Al050片）（幅10mm×長さ125mm×厚み0.3mm）を使用した以外は実施例１と同様にして、アルミニウム片が埋設された実施例１と同寸法の成形体を得た。
各成形体について表７に示す各項目の測定を行った。
Comparative Examples 1-3
The comparative example 1 manufactured the molded object of the same dimension only by resin (the same PP as Example 1) shown in Table 7, without using a carbon fiber tape.
Comparative Example 2 was a molded body having the same dimensions as Example 1 in which stainless steel pieces were embedded in the same manner as Example 1, except that stainless steel pieces (SUS304) (
Comparative Example 3 is the same size as Example 1 in which an aluminum piece was embedded in the same manner as Example 1 except that an aluminum piece (Al050 piece) (
Each molded body was measured for each item shown in Table 7.
＜成形体の質量＞
実施例及び比較例の成形体（継ぎ目部材）を２３℃の雰囲気中に２４時間放置したものの質量を測定した。
<Mass of molded product>
The masses of the molded bodies (joint members) of the examples and comparative examples were measured for 24 hours in a 23 ° C. atmosphere.
＜成形体の寸法変化＞
実施例及び比較例の成形体（継ぎ目部材）を２３℃の雰囲気中に２４時間放置したもの長さを測定した。その後、８０℃のオーブン中で１２時間加熱後の長さを測定して寸法変化を求めた。
<Dimensional change of molded body>
The lengths of the molded bodies (joint members) of Examples and Comparative Examples that were left in an atmosphere at 23 ° C. for 24 hours were measured. Thereafter, the length after heating for 12 hours in an oven at 80 ° C. was measured to obtain a dimensional change.
１０ 炭素繊維又は無機繊維のテープ状集束体
１１ 炭素繊維テープ又は無機繊維テープ
２０ クロスヘッドダイ
２１ 上型
２２ 下型
２５ 溶融樹脂の供給ライン（供給孔）
２６ スリット出口
３１、３２、３３ 冷却ロール
DESCRIPTION OF
26
Claims (7)
前記炭素繊維テープが、
円筒状芯材に巻き付けて保持できる炭素繊維巻きテープを使用するものであって、
式（I）から求められる炭素繊維テープの幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲であり、
前記幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲の炭素繊維テープが巻き付けられた円筒状芯材の最小直径（Ｄ）が、式（II）から求められるものであり、
線膨張係数が−１．０×１０-6／℃〜５０×１０-6／℃のものである、継ぎ目部材。
０．２×１０-3×Ｎ≦Ｗ≦２．０×１０-3×Ｎ （I）
（式（I）中、Ｗは炭素繊維テープの幅であり、Ｎは炭素繊維テープを構成する炭素繊維
の本数で、前記幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にできる本数である。）
４．５×Ｆ×ｔ≦Ｄ （II）
（式（II）中、Ｆは炭素繊維量で、２０〜６０質量％の範囲であり、ｔは炭素繊維テープの厚みで、０．１〜１．０ｍｍの範囲である。） A reinforcing material comprising a carbon fiber tape that is a composite containing carbon fiber and an olefin resin is a seam member integrated with a thermoplastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body,
The carbon fiber tape is
It uses a carbon fiber wound tape that can be wrapped and held around a cylindrical core material,
The width (W) of the carbon fiber tape obtained from the formula (I) is in the range of 5 to 100 mm,
The minimum diameter (D) of a cylindrical core member wound with a carbon fiber tape having a width (W) in the range of 5 to 100 mm is obtained from the formula (II),
A seam member having a linear expansion coefficient of −1.0 × 10 −6 / ° C. to 50 × 10 −6 / ° C.
0.2 × 10 −3 × N ≦ W ≦ 2.0 × 10 −3 × N (I)
(In formula (I), W is the width of the carbon fiber tape, N is the number of carbon fibers constituting the carbon fiber tape, and the number that allows the width (W) to be in the range of 5 to 100 mm.)
4.5 × F × t ≦ D (II)
(In Formula (II), F is the amount of carbon fiber and is in the range of 20 to 60% by mass, and t is the thickness of the carbon fiber tape and is in the range of 0.1 to 1.0 mm.)
前記無機繊維テープが、
円筒状芯材に巻き付けて保持できる無機繊維巻きテープを使用するものであって、
式（I）から求められる無機繊維テープの幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲であり、
前記幅（Ｗ）が５〜１００ｍｍの範囲の無機繊維テープが巻き付けられた円筒状芯材の最小直径（Ｄ）が、式（II）から求められるものである、
線膨張係数が4.0×10-6／℃〜50×10-6／℃のものである、継ぎ目部材。
２．５×１０-5×Ｎ×ｄ≦Ｗ≦５．０×１０-4×Ｎ×ｄ （I）
（式（I）中、Ｗは無機繊維テープの幅であり、Ｎは無機繊維テープを構成する無機繊維の本数で、前記幅（Ｗ）を５〜１００ｍｍの範囲にできる本数であり、ｄは無機繊維の繊維径で５〜３０μmの範囲である。）
３．０×Ｆ×ｔ≦Ｄ （II）
（式（II）中、Ｆは無機繊維量で、２０〜６０質量％の範囲であり、ｔは無機繊維テープの厚みで、０．１〜１．０ｍｍの範囲である。） A reinforcing member made of an inorganic fiber tape, which is a composite containing an inorganic fiber selected from glass fiber and basalt fiber and an olefin resin, is a seam member integrated with a thermoplastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body. And
The inorganic fiber tape is
It uses an inorganic fiber wound tape that can be wound and held around a cylindrical core material,
The width (W) of the inorganic fiber tape obtained from the formula (I) is in the range of 5 to 100 mm,
The minimum diameter (D) of the cylindrical core member around which the inorganic fiber tape having the width (W) of 5 to 100 mm is wound is obtained from the formula (II).
A seam member having a linear expansion coefficient of 4.0 × 10 −6 / ° C. to 50 × 10 −6 / ° C.
2.5 × 10 −5 × N × d ≦ W ≦ 5.0 × 10 −4 × N × d (I)
(In formula (I), W is the width of the inorganic fiber tape, N is the number of inorganic fibers constituting the inorganic fiber tape, and the number that can make the width (W) in the range of 5 to 100 mm, d is (The fiber diameter of the inorganic fiber is in the range of 5 to 30 μm.)
3.0 × F × t ≦ D (II)
(In Formula (II), F is the amount of inorganic fibers and is in the range of 20 to 60% by mass, and t is the thickness of the inorganic fiber tape and is in the range of 0.1 to 1.0 mm.)
炭素繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体である炭素繊維テープからなる補強材又はガラス繊維、玄武岩繊維から選ばれる無機繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体である無機繊維テープからなる補強材と、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを使用して、インサート成形する継ぎ目部材の製造方法。 It is a manufacturing method of the joint member according to any one of claims 1 to 5,
Reinforcing material consisting of carbon fiber tape that is a composite containing carbon fiber and olefin resin or reinforcing material consisting of inorganic fiber tape that is a composite containing glass fiber, basalt fiber and inorganic fiber selected from basalt fiber, and heat A method for producing a seam member that is insert-molded using a plastic resin or a thermoplastic elastomer.
炭素繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体である炭素繊維テープからなる補強材又はガラス繊維、玄武岩繊維から選ばれる無機繊維とオレフィン系樹脂を含む複合体である無機繊維テープからなる補強材と、熱可塑性樹脂成形体又は熱可塑性エラストマー成形体を使用して、熱プレス成形する継ぎ目部材の製造方法。 It is a manufacturing method of the joint member according to any one of claims 1 to 5,
Reinforcing material consisting of carbon fiber tape that is a composite containing carbon fiber and olefin resin or reinforcing material consisting of inorganic fiber tape that is a composite containing glass fiber, basalt fiber and inorganic fiber selected from basalt fiber, and heat A method for producing a seam member, which is subjected to hot press molding using a plastic resin molded body or a thermoplastic elastomer molded body.
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