JPH04122631A - 炭素繊維強化プラスチックの管状物及びその製造方法 - Google Patents

炭素繊維強化プラスチックの管状物及びその製造方法

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JPH04122631A
JPH04122631A JP2241175A JP24117590A JPH04122631A JP H04122631 A JPH04122631 A JP H04122631A JP 2241175 A JP2241175 A JP 2241175A JP 24117590 A JP24117590 A JP 24117590A JP H04122631 A JPH04122631 A JP H04122631A
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carbon fibers
fibers
carbon
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Kikuji Fujiwara
藤原　喜久治
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Petoca Ltd
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PETOCA KK
Petoca Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、炭素繊維強化プラス千ツクの管状物及びその
製造方法に関する。
より詳細には、本発明は、強化材炭素繊維として、比較
的低コストの繊維状シート物を使用することができ、低
コストで優れた炭素繊維強化プラスチングの管状物を提
イ共することができる。
（従来の技術） 炭素繊維強化プラスチックの強化繊維としては、従来か
ら殆ど炭素繊維の長繊維が用いられている。
航空機部品として使用される場合、炭素繊維はこの長繊
維を平行に配列してシート状としたプリプレグのものを
数枚積層した後、加熱硬化して成形されることが多い。
また、化学反応装置の場合、炭素繊維の長繊維をフィラ
メントワインデングにより成形されることが多い。
これらの成形の際には、繊維を急角度に曲げることは困
難であり、また繊維束を切断したり、途中から追加する
と、その個所が成形品の欠陥部になり易い問題がある。
この問題を解決するために、スポーツ用品関係では組紐
を利用することが広く行われている。
組紐は、軸方向への伸長および圧縮が容易であり、また
繊維束の分割や組みレース組織への移行も可能である利
点があるが、その組み構造は繊維の配向が不安定な問題
があり、繊維の配向の精密な設計による高度な機能を有
する炭素繊維強化プラスチックの強化材としては不適当
である。
比較的単純な形状のパイプに関して、特開昭４９−８６
４７４号公報には組紐を強化繊維構造とした繊維強化プ
ラスチックが開示されている。この強化成形品は確かに
加工工程としては簡便であり、低コストであるが、パイ
プの軸方向に平行する方向と、軸方向に直角にパイプを
周回する方向に繊維強化することが困難な問題を有する
。炭素繊維強化プラスチックのパイプの場合、軸方向も
しくは軸に直交する方向に対する剛性が大きいことが通
常要求されるので、この問題はこの方法の重大な欠点と
される。
炭素繊維強化プラス千ツクの管状物は、比較的に単純な
形状の成形品であるため、繊維強化構造の設計が容易で
あり、簡便な成形方法あるいは成形の合理化に関する研
究が進められている。
特開昭５０−８０３６３号公報には、可撓性チューブの
外側に強化用繊維を巻き付けた後、パイプ状の型に挿入
し、可撓性チューブの内側から圧力をかけて型の内面に
圧着し、成形品の外側の寸法および形状を正確に成形す
る方法が開示されている。この方法は、成形品の寸法及
び形状の精度を簡単な方法で保つことができる利点を有
するが、成形時に強化繊維が流動して位置を変えるため
に、強化繊維を巻き付ける段階でかなりの高度の寸法、
形状精度を保っていないと、繊維の配向にバラツキを生
じ、成形品の剛性に大きな変動を生しる問題があり、単
純に合理化できたとはいえない。
一方、炭素繊維の繊維状シート状物は、長繊維に比較し
て低価格であり、不連続繊維の集合体である。従来の用
途としてはセメントの強化材、電磁波シールド材、制電
材、高温断熱材等に多く用いられているにすぎない。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、従来の炭素繊維強化プラスチックが、殆ど炭
素繊維の長繊維から作られているため、その高コストの
ため用途にかなりの制限がある問題を、低コストの繊維
状シート状物で代替えすることにより解決することを目
的とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の課題について種々検討・研究した
結果、炭素繊維の長繊維（ストランド）と炭素繊維の繊
維状シート状物とにより積層強化することにより、高い
曲げ剛性と強度的なノ＼ランスの取れた炭素繊維強化プ
ラスチックの管状物が得られることを見出し、本発明を
完成するに至った。
すなわち、本発明は； ■　炭素繊維を主体とす−る長繊維ストランドおよび／
またはその集合体の層（Ａ）と、炭素繊維を主体とする
繊維状ソート物の層（Ｂ）と、 により強化した、炭素繊維強化プラスチックの管状物で
あり、更に ■　炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／ま
たはその集合体の層（Ａ）　と、炭素繊維を主体とする
繊維状シート物の層（Ｂ）とが、 多層状に積層したものである、炭素繊維強化プラスチッ
クの管状物にも特徴があり、また、■　該管状物を構成
する各層の内、その最内層及び最外層が炭素繊維を主体
とする長繊維ストランドおよび／またはその集合体の層
（Ａ）であり、かつ中間層が少なくとも炭素繊維を主体
とする繊維状シート物の層（Ｂ）である炭素繊維強化プ
ラスチックの管状物にも特徴があり、また ■　炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／ま
たはその集合体の層（Ａ）が、長繊維ストランドおよび
／またはその集合体の平行配列物、あるいは長繊維スト
ランドおよび／またはその集合体のフィラメントワイン
デングにより形成された積層物である、炭素繊維強化プ
ラスチックの管状物にも特徴があり、また ■　炭素繊維を主体とする方向性のなく配列された繊維
状シート物の層（Ｂ）が、主に短繊維からなるマット、
フェルト又は不織布等の繊維状シート状物あるいは紙状
物である、炭素繊維強化プラスチックの管状物にも特徴
があり、また更に、■　炭素繊維を主体とする長繊維ス
トランドおよび／またはその集合体の層（Ａ）と、炭素
繊維を主体とする繊維状シート物の層（Ｂ）と、 により強化された炭素繊維強化プラスチックの管状物を
製造するに当たり、上記炭素繊維を主体とする強化用繊
維又は繊維状物をマンドレル上に管又は筒状に樹脂含浸
・成形し、熱収縮性を有するテープもしくは筒状物をそ
の上に被覆した後、樹脂を加熱硬化させる炭素繊維強化
プラスチックの管状物の製造方法を提供するものであり
、また■　炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよ
び／またはその集合体の層（Ａ）　と、炭素繊維を主体
とする繊維状シート物の層（Ｂ）と、 により強化された炭素繊維強化プラスチックの管状物を
製造するに当たり、上記炭素繊維を主体とする積層用繊
維状物をマンドレル上に管又は筒状に樹脂含浸・成形し
、半硬化させ、その管状又は筒状積層予備成形体に金型
を被せ圧縮させつつ樹脂を加熱硬化させる、炭素繊維強
化プラスチックの管状物の製造方法を提供するものであ
る。
さらに具体的に本発明を説明する。
Ａ、材料等： 本発明に使用される「炭素繊維を主体とする繊維状シー
ト状物」　（Ｂ）とは、炭素繊維の原料としてポリアク
リロニトル系高分子重合体或いは石炭ピッチ又は石油ピ
ッチを原料とし、公知の方法により紡糸、不融化及び炭
化した繊維若しくはその集合体であり、より好ましくは
高強度・高弾性をもつフィラメントからのもの、最も好
ましくはメソフェーズピッチ等を原料とした高強度・高
弾性炭素繊維若しくはその集合体である。
また、その形状としては、主に短繊維から構成され、メ
ルトブロー法、スパンポンド法、抄紙法、遠心紡糸法な
ど任意の方法により得られた、マント状、フェルト状又
は不織布状などの繊維状シート状物あるいは紙状物であ
る。さらに、前記繊維状シート状物などにニードルパン
チ等により厚さ方向に炭素繊維を主体とするフィラメン
トなどの長繊維を配したものや、これら繊維状シート状
物を予めポバールなどのバインダーで賦形化したもの、
或いは前記繊維状シート物又は紙状物を長繊維などによ
り織り込みあるいは刺し込みしたものも含まれる。
上記繊維状シート状物（Ｂ）を構成する炭素繊維は、そ
れ単独で使用してもよく、またさらに該炭素繊維の機能
を損なわない範囲の量で他の比較的に高剛性・高強度を
持つ繊維、例えばガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維（
例えばケブラー繊維など〕、炭化ケイ素繊維、ボロン繊
維、アルミナソリカ繊維を混合しても良い。
本発明に使用する「炭素繊維を主体とする長繊維ストラ
ンド及び／又はその集合体」　（Ａ）とは、炭素繊維の
原料としてポリアクリロニトル系高分子重合体（ＰＡＮ
系）或いは石炭ピンチ又は石油ピッチを原料とし、公知
の方法により紡糸、不融化及び炭化した繊維若しくはそ
の集合体であり、より好ましくは３０　ｔ　ｆ　／ｓ２
以上の弾性率を有するピンチ系高強度炭素繊維ストラン
ド又はその集合体、最も好ましくは安価でしかも５０ｔ
ｆ／ｍ＋”以上の高弾性率を有するピッチ系高強度炭素
繊維ストランド又はその集合体であり、ＰＡＮ系炭素炭
素繊維いては５０　ｔ　ｆ　／ｌａｎ”以上の弾性率を
有するものは現在のところピッチ系のものに比較して非
常に高価格であり、使用し難いので一般的に３０　ｔ　
ｆ　／ｗｒｎ２程度の弾性率を用いる。
この長繊維ストランド及び／又はその集合体（Ａ）は、
該長繊維ストランドをそのままフィラメントワインデン
グ法により、もしくは該長繊維ストランドを平行に配列
し、樹脂を含浸して半硬化させたプリプレグ状のテープ
状又はシート状物によるテープワインデング又はシート
ワインデングにより管状物の成形に適用される。
上記の長繊維ストランド及び／又はその集合体（Ａ）を
構成する炭素繊維は、それ単独で使用してもよく、また
さらに該炭素繊維の機能を損なわない範囲の量で他の比
較的に高剛性・高強度を持つ繊維、例えばガラス繊維、
芳香族ポリアミド繊維（例えばケブラー繊維など）、炭
化ケイ素繊維、ボロン繊維、アルミナ−シリカ繊維を併
用しても良い。
本発明に使用する強化用樹脂としては、−船釣には任意
の熱硬化性樹脂を使用できるが、例えばエポキシ樹脂、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド
樹脂などを挙げることができるが、エポキシ樹脂の使用
が好ましい。該エポキシ樹脂の代表例としては、ビスフ
ェノールＡ型のエポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂
、ノボランク型エボキノ樹脂などを挙げることができる
。
その強化用樹脂の粘度は含浸操作に支障がなければ特に
制限されないが、好ましくは１０センチボイズ〜５ボイ
ズ程度であり、粘度が高すぎる場合には、必要に応して
溶剤で希釈して使用しても良い。強化樹脂の付着量は、
２〜７０重量％重量％一般的であるが、使用目的に応し
て適宜変更できる。
強化樹脂の硬化には、一般には加熱処理が行われる。
Ｂ１層構成等： 本発明において、長繊維ストランド及び／又はその集合
体の層（Ａ）と繊維状シート状物の層（Ｂ）とは、好ま
しくは両者が多層状に積層したものである。
すなわち、本発明の特徴は、このような炭素繊維を主体
として構成される、繊維状シート状物の層（Ｂ）と長繊
維ストランド及び／又はその集合体の層（Ａ）の混成使
用の管状物に関するものである。
層（Ａ）を構成する炭素繊維の長繊維ストランド或いは
その集合体の配列方向は、成形品の要求品質により任意
に選択出来るが、管状物の曲げ剛性を大きくするために
は、この積層の状態は、管状物の軸方向にほぼ平行する
方向に繊維を配列することが好ましい。このためには、
長繊維ストランド及び／又はその集合体の層（Ａ）を最
外周部分に配列することが望ましい。最も好ましくは最
内層及び最外層に炭素繊維の長繊維ストランド及び／又
はその集合体の層（Ａ）を配置した多層状に積層したも
のである。
本発明において、管状物の繊維強化に、繊維状シート状
物の層（Ｂ）を使用する利点は、コストの低減もあるが
、シートの面方向にほぼ均一に繊維が配列しているため
に、長繊維ストランド及び／又はその集合体からのシー
トに見られるような、弱い方向が存在せず、均一なもの
が得られる。
このような特性は、これからの強化管状物に欠陥を生し
難くする利点となる。
また、炭素繊維の繊維状シート状物の層（Ｂ）は、有機
合成繊維の同種のものに比較して繊維間の絡合が少なく
、シートとしての安定性が低いという問題点が起こりが
ちである。従って、これらの問題を解決するために、炭
素繊維の長繊維ストランド或いは集合体を部分的に使用
することが有利である。場合によっては、炭素繊維を主
体とする繊維状シート状物の層（Ｂ）を上記長繊維スト
ランド或いは集合体により織り込みあるいは刺し込みし
たものが有利に使用できる。
このようにすることにより、繊維状シート状物（Ｂ）は
、炭素繊維を主体とする長繊維により編み込まれまたは
刺し込まれて張力に対して強くなり、マンドレルにより
密着して巻くことが可能となり、且つ成形した管状物に
おける歪みがなく、その断面が真円状となる利点がある
。
この編み込まれ又は刺し込まれる炭素繊維の長繊維の本
数は、マンドレルの長手方向にも交わり、繊維状シート
状物（Ｂ）を構成する短繊維の密度に従って編むのが好
ましく、特に制限はないが、少なくとも２本以上は必要
である。
また、好ましくは、この繊維状シート状物（Ｂ）では、
構成される短繊維は全てランダム状にするよりも、一部
分のものが長繊維に対して凡そ０°方向に配列する方が
良い。このようにすることにより、形成された管状物の
表面に短繊維の突出によるケバの生成がなく、平滑な表
面を形成できる。
さらに、繊維状シート状物の層（Ｂ）では、シートの厚
さ方向にも繊維が配向していて、シートが薄く剥離する
問題を少なくする。　しかしながら、繊維状シート状物
の層（Ｂ）中のシートを圧縮してさらに薄くするような
場合に、以後の熱処理工程で原形に回復しようとして厚
みを増し、その管状成形品内部に空孔を生じる恐れがあ
る。
このような空孔の発生の問題を解決するために、本発明
では、繊維状シート状物の層（Ｂ）の外側に、更に長繊
維ストランド及び／又はその集合体の層（Ａ）をフィラ
メントワインデングにより形成させたことにより、該繊
維状シート状物（Ｂ）中の樹脂の未含浸部が取り除かれ
ると共に、シート状物に含浸されている過剰な樹脂を絞
り取り、適度な含浸状態とすることができる。
さらに、このようにフィラメントワイデングするために
、管状物の長手方向の均一性が保たれる。
また、張力をかけつつ成形するので、眉間剥離が少なく
てすむ。
この繊維状シート状物の層（Ｂ）を巻き締めのために用
いる、フィラメントワインデング用の繊維原料としては
、炭素繊維以外の高価な各種長繊維を用いることも可能
であるが、それだけでは、高剛性の管状物が得られない
ことや、例えばケプラー繊維のような合成繊維の使用で
は、熱硬化の段階で、繊維状シート状物の層（Ｂ）と熱
膨張係数が異なることによる成形品内部へのクラック等
の発生と言う欠陥を作る可能性あるので、管状物を構成
する各積層材が同種である、炭素繊維を主体とする必要
がある。
更に、本発明においては、上記中間層である繊雌状シー
ト状物の層（Ｂ）と最外層の長繊維ストランド及び／又
はその集合体の層（Ａ）との間にもう１つの第２の中間
層（Ｃ）として、炭素繊著を主体とする繊維クロス（織
物）あるいは平行た置された繊維状物の層を介在させて
も良い。こねにより、最外層の長繊維ストランド及び／
又はその集合体（Ａ）により上記シート状物の層（Ｂ）
をフィラメントワインデングで締め付けながら樹脂を含
浸させることで発生する、シート状物中の短繊維スケル
トンによる弾性変形を極力減らすことができ、真円状の
管状物が容易に得られる。
また、管状物の最外層を構成する長繊維ストランド及び
／又はその集合体によるフィラメントワインデング層（
Ａ）の外側に、更に前記炭素繊維を主体とする長繊維ス
トランド及び／又はその集合体を、マンドレルの軸方向
に平行に配列させた１ｉ　（Ｄ）を設けることが、管状
物の表面均一性及び真円度を上げるのに好ましい。
この平行に配列させた繊維１ｉ　（Ｄ）の存在は、前記
熱収縮性テープ（フィルム）または筒状物を用いる積層
成形法を組み合わせて適用した時に、管状物の最外層の
均一性や真円度を高くするのにより有効である。
Ｃ６積層・成形手段について： 本発明の炭素繊維強化プラスチックの管状物の製造方法
を以下にまとめて説明する。
本発明の炭素繊維強化プラスチックの管状物を製造する
には、基本的に、炭素繊維を主体とする長繊維ストラン
ド及び／又はその集合体の層（Ａ）と炭素繊維を主体と
する繊維状シート状物のＪｉ　（Ｂ）とをマンドレルの
外層にそれ自体公知の積層手段を適用して複数の積層体
層を形成するに際し、予め強化用繊維またはその賦形物
（集合体を含む）に強化用樹脂を含浸させ、半硬化した
、いわゆるプリプレグをマンドレル上に積層成形し、完
全硬化しても良いしく以下、プリプレグ法と略称する）
、或いは上記複数の炭素繊維を主体とする積層体層を成
形した後に、強化用樹脂を含浸し、半硬化させ、その後
適宜加熱硬化する（以下、後含浸法と略称する）ことに
より行うことが出来る。
この場合、加熱硬化に先立って、半硬化状態の積層体上
に前記熱収縮性テープ（フィルム）または筒状物を用い
て被覆して置く方法の採用が好ましい。
また、本発明の方法では、プリプレグ法と後含浸法とを
併用しても良く、特に炭素繊維を主体とする長繊維スト
ランド及び／又はその集合体の層（Ａ）ではプリプレグ
とした方が、また、炭素繊維を主体とするシート状物の
層（Ｂ）では強化用樹脂を含浸すると弱くなるので、積
層後含浸法の採用が好ましい。
適度の含浸状態となし、空孔を発生する欠点のない成形
品を得るために、熱収縮性フィルムもしくはテープ、例
えばテフロンフィルム、ポリエステルフィルム等を積層
予備成形品上に巻き付けるか、あるいは上記熱収縮性樹
脂の筒状物を積層予備成形品上に被せてから、熱硬化す
ることが好ましい。
このような繊維状シート状物の層（Ｂ）を他層で巻き締
める手法には、炭素繊維を主体とする長繊維ストランド
及び／又はその集合体（Ａ）によるテープ又はシートワ
インデングの手法も技術的には考えられるが、本発明で
は、それらのフィラメントワインデングによる、特に角
度巻きが有利に使用できる。この場合に、フィラメント
ワインデングの角度は種々の角度を用いることができる
が、マンドレルの軸方向に対して０″″　（平行に）あ
るいは４５″の角度の巻き締めが望ましい。
また、本発明では、このような熱収縮性フィルム（テー
プ）または筒状物を使用する代わりに、離型剤を塗った
パイプ用の金型を積層予備成形体に被せて圧縮しなから
熱硬化すると、より真円状の空孔のない管状体が得られ
る。
この場合の硬化条件としては、強化用樹脂のゲル化点付
近まで加熱した後に、加圧・圧縮を開始すると良い。こ
れにより、樹脂のフローも適度となり、樹脂の偏在やボ
イドの少ない管状物が得られる。
さらに、本発明においては、積層成形に際し、マンドレ
ルの上に離型性のために、テフロン粉末の噴霧やこれを
適当な溶剤に溶解した溶液などの離型剤を塗布しても良
いが、離型層の均−性及び使用した溶剤の刺激臭を避け
る面からは、熱収縮性の離型フィルムやチューブ（例え
ば、テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
ステル類などがあるが、テフロン製の使用がより好まし
い。
）を加熱密着させたものを用いるのが好ましい。
このようなマンドレルの使用は、脱型における加圧が非
常に少なくてすみ、より簡便に離型が可能になり、従っ
て、反復使用が可能となって成形コストの軽減に役立つ
ものと考えられる。
また、本発明では、必要に応して、炭素繊維強化プラス
チックの管状物にニッケル、クロム、チタンなどのメタ
ルコートを施しても良い。
このメタルコートとしては、予め炭素繊維を主体とする
強化用繊維にメンキなどによりメタルコトを施しても、
あるいは成形された炭素繊維強化プラスチックにメツキ
を行っても良い。
本発明で言う「管状物」とは、管体、ロールに限らず、
桿などのものも含む。
このようにすることにより、意匠的効果を発揮すると共
に、導電性と耐摩耗性を付与できる。
本発明の炭素繊維強化プラスチックの管状物は、軽量か
つ高い剛性を有しており、高速回転する動力伝達軸、遠
心分離用の回転筒、航空機部品、宇宙船部品、高圧配管
材料、化学反応装置材料等に使用できる。
また、強化用繊維の配向を適宜行うことにより、高い強
度と可撓性及び耐疲労性を付与することが出来、プラス
チックフィルム等のカレンダーロール、繊維もしくは紙
の脱液に用いるマングルロール、あるいは布、紙、フィ
ルム等のシート状物０巻き取りの際にボビンを支持する
エアーシャフト等に使用することができる。
また、炭素繊維長繊維に適当な配列方向を与えることに
より、線膨張係数を極めて小さくするこができ、工作機
械の基礎部材、機械部品、光学機器材料等に使用できる
。
また、光線を遮断し、Ｘ線を透過する材料として、金属
に代わって医療機器材料や測定機器材料に使用できる。
（作用） 本発明の炭素繊維強化プラスチックの管状物は、低コス
トのランダム繊維状シート状物を主要な強化用繊維とし
ており、概して低コストで製造できる。　また、最外層
に高弾性率炭素繊維を配列することにより、管状成形品
として高い曲げ剛性を付与することができる。
（実施例） 以下に、本発明を実施例により詳細かつ具体的に説明す
るが、これらは、本発明を制限するものでない。
実施例１ ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、エ
ピコート８２Ｂ）を１００重量部に対し、硬化剤として
メチルテトラヒドロ無水フタル酸（日立化成製　ＨＮ−
２２００）を８０重量部および２−エチル−４−メチル
イミダゾール（四国ファインケミカル製　２Ｅ４ＭＺ）
１重量部を混合したエポキシ樹脂溶液（？＆温４５°Ｃ
）を含浸した石油ピンチ系炭！繊維の長繊維ストランド
を直径８０ａｗのマンドレルの軸方向に４５°の方向に
巻き付けて炭素繊維の目付９００　ｇ／ｒｒｆの層を形
成した後、ＰＡＮ系短繊維ペーパーを、炭素繊維の目付
１２０．ｇ／ｒｒｆになるように巻き付け、さらにその
外側に同様のエポキシ樹脂を含浸した炭素繊維の長繊維
ストランドをフィラメントワインデンジ法により、マン
ドレルの軸方向に４５″の方向に巻き付け、炭素繊維の
目付９００ｇ／ｉｆの層を形成し、その上にマンドレル
の軸方向にほぼ平行する方向に、同様のエポキシ樹脂を
含浸した炭素繊維の長繊維ストランドを目付が７０ｇ／
ｙｒｌになるように並べた後、空気中にてマンドレルを
回転させながら９０″Ｃ１２時間の加熱条件にて半硬化
させ、さらに熱収縮性テフロンテープを巻き、硬化炉中
でマンドレルを低速で回転させながら、１３０℃、４時
間の条件で加熱硬化させた。
得られた炭素繊維強化プラスチックの管状成形品は、高
い剛性を有しており、均整度が高く真円度が高いもので
あった。
また、炭素繊維として、弾性率が５０ｔｆ／ｍｍ２の石
油ピッチ系長繊維および各々のフィラメントの弾性率が
２０　ｔ　ｆ　７ｍ”の短繊維シート状物を使用した場
合、同重量のＰＡＮ系炭素繊維の弾性率が２４　ｔ　ｆ
　／ｍ２の長繊維のみを使用したものとほぼ同程度の高
い剛性を有していた。
比較例１ 一方、上記短繊維ペーパーを巻いた後、長繊維ストラン
ドによるフィラメントワインデングを行わずに、単に最
外層に炭素繊維の長繊維ストランドをマンドレルの軸方
向に目付７０ｇ／ｒｄになるようにシートワインデング
し、同様な方法で加熱硬化したものは、得られた管状成
形品の形状において突起部があり、いびつであって、そ
の断面を観察すると、最外層の長繊維（ストランド）の
中にも空孔を生していた。
実施例２ 実施例１で使用したＰＡＮ系短繊維ペーパーの代わりに
、炭素繊維の目付が１５０ｇ／ｒｒｒのピンチ系高弾性
短繊維ペーパーを使用し、長繊維ストランドの巻き角度
をマンドレルの軸方向に対して６０″ＣＩ頃け、しかも
目付が９００　ｇ／ｒｒｆになるようにフィラメントワ
インデングし、その後、最外層に目付が１０ｇ／ｎｉに
なるように、炭素繊維の長繊維ストランドをマンドレル
の軸方向にほぼ平行になるように並べた後、実施例１と
同様の方法で加熱硬化させた。
得られた管状成形品は、実施例１で示したものよりも高
い剛性を有し、しかも均整度が高く、真円度が高いもの
が得られる。
（発明の効果） 本発明の炭素繊維強化プラスチックの管状物は、強化用
炭素繊維として、比較的に低コストのランダム繊維状シ
ート状物を使用するために、炭素繊維強化プラスチック
としては低コストである利点を有する。
また、本発明の管状物は、軽量かつ高い剛性を有してお
り、各種回転機械用部品や航空機部品、宇宙船部品、高
圧配管材料、化学反応装置材料等広い範囲の分野に使用
できる。
また、強化用繊維の配向を適宜行うことにより、高い強
度と可撓性及び耐疲労性を付与することができるので、
特にプラスチック成形用カレンダーロール、脱液用マン
グルロール、あるいはボビン支持用エアーシャフト等に
使用することができる。
また、炭素繊維長繊維に適当な配列方向を与えることに
より、線膨張係数を極めて小さくするこができるので、
工作機械の基礎部材、機械部品、光学機器材料等にも使
用できる。
また、光線を遮断し、Ｘ線を透過する材料としても有効
であり、金属に代わって医療機器材料や測定機器材料に
使用できる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／
    またはその集合体の層（Ａ）と、 炭素繊維を主体とする繊維状シート物の層（Ｂ）と、 により強化したことを特徴とする、炭素繊維強化プラス
    チックの管状物。
  2. （２）炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／
    またはその集合体の層（Ａ）と、 炭素繊維を主体とする繊維状シート物の層（Ｂ）とが、 多層状に積層したものであることを特徴とする、請求項
    （１）記載の炭素繊維強化プラスチックの管状物。
  3. （３）該管状物を構成する各層の内、その最内層及び最
    外層が炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／
    またはその集合体の層（Ａ）であり、かつ中間層が少な
    くとも炭素繊維を主体とする繊維状シート物の層（Ｂ）
    であることを特徴とする、請求項（１）〜（２）記載の
    炭素繊維強化プラスチックの管状物。
  4. （４）炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／
    またはその集合体の層（Ａ）が、長繊維ストランドおよ
    び／またはその集合体の平行配列物、あるいは長繊維ス
    トランドおよび／またはその集合体のフィラメントワイ
    ンデングにより形成された積層物であることを特徴とす
    る、請求項（１）〜（３）記載の炭素繊維強化プラスチ
    ックの管状物。
  5. （５）炭素繊維を主体とする繊維状シート物の層（Ｂ）
    が、主に短繊維からなるマット、フェルト又は不織布等
    の繊維状シート状物あるいは紙状物であることを特徴と
    する、請求項（１）〜（３）記載の炭素繊維強化プラス
    チックの管状物。
  6. （６）炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／
    またはその集合体の層（Ａ）と、 炭素繊維を主体とする繊維状シート物の層（Ｂ）と、 により強化された炭素繊維強化プラスチックの管状物を
    製造するに当たり、上記炭素繊維を主体とする強化用繊
    維又は繊維状物をマンドレル上に管又は筒状に樹脂含浸
    ・成形し、熱収縮性を有するテープもしくは筒状物をそ
    の上に被覆した後、樹脂を加熱硬化させることを特徴と
    する、炭素繊維強化プラスチックの管状物の製造方法。
  7. （７）炭素繊維を主体とする長繊維ストランドおよび／
    またはその集合体の層（Ａ）と、 炭素繊維を主体とする繊維状シート物の層（Ｂ）と、 により強化された炭素繊維強化プラスチックの管状物を
    製造するに当たり、上記炭素繊維を主体とする積層用繊
    維状物をマンドレル上に管又は筒状に樹脂含浸・成形し
    、半硬化させ、その管状又は筒状積層予備成形体に金型
    を被せ圧縮させつつ樹脂を加熱硬化させることを特徴と
    する、炭素繊維強化プラスチックの管状物の製造方法。
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