JPS5933112A - 繊維強化プラスチツクの接合方法 - Google Patents
繊維強化プラスチツクの接合方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
繊維強化プラスチンク（以下Ｆ’、Ｒ，Ｐ ）の最近の
進歩は目覚しく、軽量で機械的特性がすぐれていること
などの理由で多（の用途に使用されてい、る。
進歩は目覚しく、軽量で機械的特性がすぐれていること
などの理由で多（の用途に使用されてい、る。
ところで、ＰＲ，Ｐの製造方法の１つに一方向引揃え繊
維プリプレグ、織物プリプレグ或はランダム繊維配向し
たプリプレグを積層し成形体を得る方法が知られており
、また、２つ以上のＦＲ，Ｐ製品の接合法として接着剤
を用いる方法ｆｉイは接合部をボルト、リベットなどの
機械的手段によ□り接合して製品を組立てる方法が採用
されている。後者の場合は別として前者即ち積層１体に
於て屡々問題となるのは層間剥１雛である。
維プリプレグ、織物プリプレグ或はランダム繊維配向し
たプリプレグを積層し成形体を得る方法が知られており
、また、２つ以上のＦＲ，Ｐ製品の接合法として接着剤
を用いる方法ｆｉイは接合部をボルト、リベットなどの
機械的手段によ□り接合して製品を組立てる方法が採用
されている。後者の場合は別として前者即ち積層１体に
於て屡々問題となるのは層間剥１雛である。
この様な層間剥離が種に問題となるのはその部位をリベ
ット又はボルトにより機械的に補強するためＦ１λＰ製
品の接合部位に穿孔する必要がある場合であり、にの部
分に応力が集中するため或は重量増加等の埋市のために
層間剥離によ′る破壊力を生ずることである。
ット又はボルトにより機械的に補強するためＦ１λＰ製
品の接合部位に穿孔する必要がある場合であり、にの部
分に応力が集中するため或は重量増加等の埋市のために
層間剥離によ′る破壊力を生ずることである。
この様な問題を・回避するために該部位を補強糸で縫合
し、補強することが試みられている。
し、補強することが試みられている。
縫合法による接合の利点は、リベット、ボルト接合に揃
いられるよりもＦＲｌＰを構成す７−）繊維切断を少く
出来ること及び接合部品の太１〕な重量軽減が可能なこ
となどである。
いられるよりもＦＲｌＰを構成す７−）繊維切断を少く
出来ること及び接合部品の太１〕な重量軽減が可能なこ
となどである。
本発明者等は接合強度の高いＦ Ｒ，Ｐ製品を得るだめ
の接合方法′について検討した結果本発明に至った。以
下図面にしたがって本発明の詳細な説明す鳴。
の接合方法′について検討した結果本発明に至った。以
下図面にしたがって本発明の詳細な説明す鳴。
第１図はＰ Ｒ，Ｐ部品の縫合例を示したもので１形材
′（以下■ビニλ履いう）の断面図を示し□ またもの
である。 １ Ｐ ＲＰ製■ビームの製造方法としてプリプレグの構成
を第１図に示す力會茅−”ムの上面（１）にフラットな
プリプレグ（３）を配し、縦部分（２）及び」二面部（
］）をプリプレグ（４） 、 （ｃｙで連結する構成の
場合プリプレグ（３）及び（４，） 、 （３）及び（
４つの接合点（６）。
′（以下■ビニλ履いう）の断面図を示し□ またもの
である。 １ Ｐ ＲＰ製■ビームの製造方法としてプリプレグの構成
を第１図に示す力會茅−”ムの上面（１）にフラットな
プリプレグ（３）を配し、縦部分（２）及び」二面部（
］）をプリプレグ（４） 、 （ｃｙで連結する構成の
場合プリプレグ（３）及び（４，） 、 （３）及び（
４つの接合点（６）。
（６すの部分・、さらに（４）、（４ツの接合する（７
）の部分が強度時欠陥の発生する部分である。
′従来こ゛の様な部分に成形後穿孔しりベット又はボ
ルトで補強するととが行なわれていたが、最近組立てら
れたプリプレグの該部分を硬化前に補強糸で縫合するこ
とが試みられている。その方法は、通常の縫製に使用さ
れる方≠と全く同じ方法、即ち剣に糸を通し手縫又はミ
シン縫で縫合する方法が採られている。この様な方法を
使用する際には、Ｆ Ｒ，Ｐ成形品のリベット又はボル
ト締のために穿けられる孔よりはるかに小さな孔で縫合
することが出来プリプレグ中の（３） ′□：・使“消す）故に縫合糸の直径の２倍以上の孔を
穿、：け名：必・翠があり、誠維の損傷は無視出来ない
。また未硬化プリプレグを、積層したものを単に縫合、
薔る方法を用い−ると、その加圧２、ｊ症形口表縫合部
の厚さが減じ縫合糸がたるむため、十分な補強効果が得
られない欠点がある。 １本発明者
等は、より繊維損傷の少いＦａｐの縫合方法、より補強
効果の高い縫合方法について検討した結果、本発明に至
った。
）の部分が強度時欠陥の発生する部分である。
′従来こ゛の様な部分に成形後穿孔しりベット又はボ
ルトで補強するととが行なわれていたが、最近組立てら
れたプリプレグの該部分を硬化前に補強糸で縫合するこ
とが試みられている。その方法は、通常の縫製に使用さ
れる方≠と全く同じ方法、即ち剣に糸を通し手縫又はミ
シン縫で縫合する方法が採られている。この様な方法を
使用する際には、Ｆ Ｒ，Ｐ成形品のリベット又はボル
ト締のために穿けられる孔よりはるかに小さな孔で縫合
することが出来プリプレグ中の（３） ′□：・使“消す）故に縫合糸の直径の２倍以上の孔を
穿、：け名：必・翠があり、誠維の損傷は無視出来ない
。また未硬化プリプレグを、積層したものを単に縫合、
薔る方法を用い−ると、その加圧２、ｊ症形口表縫合部
の厚さが減じ縫合糸がたるむため、十分な補強効果が得
られない欠点がある。 １本発明者
等は、より繊維損傷の少いＦａｐの縫合方法、より補強
効果の高い縫合方法について検討した結果、本発明に至
った。
本発明の骨子は縫合に先立ち１．積層されたプリプレグ
の縫合部を加圧し、□そめ厚さを減する □こと
。次いで核部を加圧下又は加圧後、□縫合糸の太さ、−
当する一合匹ｙ穿孔し、一方縫合糸 □の先端を
碑化せしめ、この硬化部を針の代替として利用し縫合後
硬化することを特徴とするものである。
の縫合部を加圧し、□そめ厚さを減する □こと
。次いで核部を加圧下又は加圧後、□縫合糸の太さ、−
当する一合匹ｙ穿孔し、一方縫合糸 □の先端を
碑化せしめ、この硬化部を針の代替として利用し縫合後
硬化することを特徴とするものである。
本発明の方法をさらに詳しく説明する。
縫合に先立ち行なわれる積層したプリプレグの縫合部の
加圧プレスは、理想的にはＰＲ・Ｐの（４） 成形厚さになるまでプレスする必要ハナ＜、使用するプ
リプレグのマトリックス樹脂の硬さによっても異るがお
よそ７〜１０ｋｇ／Ｃｌｌ８度の圧力にて加圧するのが
よい。この様にして縫合部の厚さを減したのち、又は加
圧したままで穿孔を行う。穿孔、の方法は、ミシンの如
く針状物を直線的に貫通させるが、ドリルで穿孔する方
法等を採用しうるが最も好ましい方法は高速で回転する
針状物で穿孔する方法である。
加圧プレスは、理想的にはＰＲ・Ｐの（４） 成形厚さになるまでプレスする必要ハナ＜、使用するプ
リプレグのマトリックス樹脂の硬さによっても異るがお
よそ７〜１０ｋｇ／Ｃｌｌ８度の圧力にて加圧するのが
よい。この様にして縫合部の厚さを減したのち、又は加
圧したままで穿孔を行う。穿孔、の方法は、ミシンの如
く針状物を直線的に貫通させるが、ドリルで穿孔する方
法等を採用しうるが最も好ましい方法は高速で回転する
針状物で穿孔する方法である。
プリプレグ成形に用いられるマトリックス樹脂は一般に
粘、着性を有しており、ミシン針の上下運動の如き方法
で穿孔するときには針にマトリックス樹脂が付着する現
象が認められ、作業性に問題が生じ易いこと及び補強用
繊維の損傷が生ずる欠点がある。
粘、着性を有しており、ミシン針の上下運動の如き方法
で穿孔するときには針にマトリックス樹脂が付着する現
象が認められ、作業性に問題が生じ易いこと及び補強用
繊維の損傷が生ずる欠点がある。
これに対し、刃を持たない針状物を高速で回転せしめて
穿孔するときには、針と樹脂又は補強用繊維との摩擦熱
により樹脂が軟化するため、穿孔部近傍の繊維の大部分
は切断することなしに移動し容易に穿孔することが出来
る。また、針に樹脂が付着する量も極めて少い。針状物
の形状８回転数は、マ） ＩＪソックス脂の性質、雰囲
気温度、積層品の厚さ等によっても異るが、１例を挙げ
ればエポキシ樹脂で雰囲気温度２０℃プリプレグ積層厚
１０朋程度のもので針状物の側部テーパーは２／３０
（長さ３０間で直径２鰭を減する）程度１回転数２，０
００〜２０，０００ ｒ 、 ｐ 、ｍ程度で好ましい
結果が得られる。
穿孔するときには、針と樹脂又は補強用繊維との摩擦熱
により樹脂が軟化するため、穿孔部近傍の繊維の大部分
は切断することなしに移動し容易に穿孔することが出来
る。また、針に樹脂が付着する量も極めて少い。針状物
の形状８回転数は、マ） ＩＪソックス脂の性質、雰囲
気温度、積層品の厚さ等によっても異るが、１例を挙げ
ればエポキシ樹脂で雰囲気温度２０℃プリプレグ積層厚
１０朋程度のもので針状物の側部テーパーは２／３０
（長さ３０間で直径２鰭を減する）程度１回転数２，０
００〜２０，０００ ｒ 、 ｐ 、ｍ程度で好ましい
結果が得られる。
、か（して穿孔された孔に補強用縫合糸を通す場合、一
般に用いられている如（針の耳部に補強用糸を通したも
のを用いた場合には、針の耳部で針の径及び縫合糸２本
分の径が必要となり耳部で径が太くなり縫合糸をプリプ
レグ積層体に通すのは容易でなく、無理に糸を通した場
合耳部が通過する時にプリプレグ積層体の組織を破壊す
る恐れがある。
般に用いられている如（針の耳部に補強用糸を通したも
のを用いた場合には、針の耳部で針の径及び縫合糸２本
分の径が必要となり耳部で径が太くなり縫合糸をプリプ
レグ積層体に通すのは容易でなく、無理に糸を通した場
合耳部が通過する時にプリプレグ積層体の組織を破壊す
る恐れがある。
即ち、従来の針を使用する縫合方法では必要以上に径の
大きな穿孔を行う必要があり、その孔５めが容易でなく
なるので、出来る丈小さな直径を穿孔して縫合糸を通す
ことが必要であり、本発明においては縫合糸の先端を硬
化せしめ針状どして使用することにより、その目的を達
成、イ□、。。、、１１ゎ、１３．オ。０、。：８（８
−０１端（９）を約５６Ｉｎを樹脂により硬化せしめる
。硬化用の樹脂の例として叫□酢酸セルロースのア七ン
トン８解した接着剤によるのが最も簡便であるが、これ
以外の樹脂により硬化せしめる方法も取り得る。また後
述する如く縫合糸が予めマトリックス樹脂にて含浸され
た縫合糸をして用いる場合には先端部のみ硬化させたプ
リプレグ縫合糸を用いることも出来る。
大きな穿孔を行う必要があり、その孔５めが容易でなく
なるので、出来る丈小さな直径を穿孔して縫合糸を通す
ことが必要であり、本発明においては縫合糸の先端を硬
化せしめ針状どして使用することにより、その目的を達
成、イ□、。。、、１１ゎ、１３．オ。０、。：８（８
−０１端（９）を約５６Ｉｎを樹脂により硬化せしめる
。硬化用の樹脂の例として叫□酢酸セルロースのア七ン
トン８解した接着剤によるのが最も簡便であるが、これ
以外の樹脂により硬化せしめる方法も取り得る。また後
述する如く縫合糸が予めマトリックス樹脂にて含浸され
た縫合糸をして用いる場合には先端部のみ硬化させたプ
リプレグ縫合糸を用いることも出来る。
本発明で使用される縫合糸は、出来る丈高性能の糸を用
いることが好ましく、例えばガラス繊維、芳香族ポリア
ミド繊維及び炭素繊維糸条が使用しうるが、特にこれに
限定されるものではない。ガラス繊維、炭素繊維糸条は
マトリックスを含浸させたプリプレグ状態で使用するこ
とが好ましく、芳香族ポリアミドの場合には屈撓性にす
ぐれているのでそのままでも、マトリックス樹脂を含浸
したものでも使用出来るが、好ましくはマトリックス樹
脂を含浸せしめたプリプレグ・状態であることが望まし
い。
いることが好ましく、例えばガラス繊維、芳香族ポリア
ミド繊維及び炭素繊維糸条が使用しうるが、特にこれに
限定されるものではない。ガラス繊維、炭素繊維糸条は
マトリックスを含浸させたプリプレグ状態で使用するこ
とが好ましく、芳香族ポリアミドの場合には屈撓性にす
ぐれているのでそのままでも、マトリックス樹脂を含浸
したものでも使用出来るが、好ましくはマトリックス樹
脂を含浸せしめたプリプレグ・状態であることが望まし
い。
本発明の実施に際しｐ ｒｃ Ｉ＋）部品接合部の縫合
方法は挿々の方法を利用出来る。その代表例を第３図に
示す。
方法は挿々の方法を利用出来る。その代表例を第３図に
示す。
第３図（イ）は手縫による本縫と呼ばれる方法であり、
縫合糸（１０及び：０１）の２本の糸によってプリプレ
グ０２及び（１→を縫合する。普通衣料用の縫合には縫
合光用又は０］）の１本によって縫合されるが、プリプ
レグの縫合に於ては各糸に張力を十分与える必要がある
こと、出来る丈均−な縫合を達成するためには２本の縫
合糸により縫合するの方法を用いた場合好結果が得られ
る。
縫合糸（１０及び：０１）の２本の糸によってプリプレ
グ０２及び（１→を縫合する。普通衣料用の縫合には縫
合光用又は０］）の１本によって縫合されるが、プリプ
レグの縫合に於ては各糸に張力を十分与える必要がある
こと、出来る丈均−な縫合を達成するためには２本の縫
合糸により縫合するの方法を用いた場合好結果が得られ
る。
第３図（ロ）は一般には１本環縫と呼ばれる方法であり
、本発明に於ては先端を硬化した縫合糸で手縫を行う。
、本発明に於ては先端を硬化した縫合糸で手縫を行う。
この縫合方法では縫合糸θ→に十分な張力を与えにくい
難点はあるが、Ｐ Ｒ，Ｐの変形部を縫合する場合、縫
合糸の融通かき（利点がある。
難点はあるが、Ｐ Ｒ，Ｐの変形部を縫合する場合、縫
合糸の融通かき（利点がある。
第３図（・→は、ミシン縫で用いられる本縫の方法であ
る。
る。
縫合は０９．θ０の２本の縫合糸によって手縫で行なわ
れる。この縫合方法で、縫合糸００の代りに剛性のある
線材を使用し縫合糸０９で締める■こ□とにより、孔の
周辺の破壊を防ぐことが出来る利点がある。
れる。この縫合方法で、縫合糸００の代りに剛性のある
線材を使用し縫合糸０９で締める■こ□とにより、孔の
周辺の破壊を防ぐことが出来る利点がある。
本発明の方法では、縫合Ｑ本全て手縫とな、るが以上の
縫合方法に限定されるものではない。
縫合方法に限定されるものではない。
以下実施例により本発明の方法をさらに詳細に説明する
。
。
４′６ｏ ｇ ／ｍ’の炭素繊維クロスにエボ竺樹脂を
実施例 １ 含浸し樹脂含浸量約４０ｑ６のエポキシ樹脂含浸炭
□素繊維クロスプリプレグを１０枚積層したプリプレグ
積層体を２枚製作した。巳の積層体を２．枚重ね接合部
を４０℃で約８ ｋｇ／ｃｒ＆の圧力で圧着してた結果
、接合部の厚さは約８．５ ｍ：ｒｎであっ謄。こあ□
積層体の接合部に直径２．５ｍｍの鋼線材を３０朋間で
Ｌ２５ｍｍの直径を減する先端のとが゛った針とし、こ
の針を２．５ｒ、ｐ、ｍで回転させ約３ ｍｍのピッチ
で穿孔を行った。
実施例 １ 含浸し樹脂含浸量約４０ｑ６のエポキシ樹脂含浸炭
□素繊維クロスプリプレグを１０枚積層したプリプレグ
積層体を２枚製作した。巳の積層体を２．枚重ね接合部
を４０℃で約８ ｋｇ／ｃｒ＆の圧力で圧着してた結果
、接合部の厚さは約８．５ ｍ：ｒｎであっ謄。こあ□
積層体の接合部に直径２．５ｍｍの鋼線材を３０朋間で
Ｌ２５ｍｍの直径を減する先端のとが゛った針とし、こ
の針を２．５ｒ、ｐ、ｍで回転させ約３ ｍｍのピッチ
で穿孔を行った。
一方縫合糸として０．４５！３／ｍの重量を有する炭素
繊維糸条に約４０％のエポキシ樹脂を含浸し、・・その
先端部５Ｃ１ｎを若干加熱しつつ加熱し硬化せしめ針状
とした。
繊維糸条に約４０％のエポキシ樹脂を含浸し、・・その
先端部５Ｃ１ｎを若干加熱しつつ加熱し硬化せしめ針状
とした。
この縫合糸２本を用意し、第３図（イ）に示す縫合方法
で２枚の積層板を縫合した。
で２枚の積層板を縫合した。
これに対し、本発明で用いた縫合糸を耳孔を有する通常
の針に通して縫合を行なうと数回の接合部の貫通で炭素
繊組は耳部で切断し縫合出来、な力、）りた。
の針に通して縫合を行なうと数回の接合部の貫通で炭素
繊組は耳部で切断し縫合出来、な力、）りた。
実施例 ２ ″□・
実施例１の構成に於て、縫合糸として約２９００デニー
ルの芳香族ポリアミド糸を使用した。
ルの芳香族ポリアミド糸を使用した。
本発明の方法では容易に縫合出来たが針を使 。
用する方法に於ては、耳部通過時に多大な力を１
・・ 必・□要とじ；穿孔部の組織が崩れまた繊維の切断も認
められ良好な縫合は出来なかった。
・・ 必・□要とじ；穿孔部の組織が崩れまた繊維の切断も認
められ良好な縫合は出来なかった。
第１図は、プリプレグの縫合部位を説明するための２歯
桶の１例であり、第２図は、縫合糸の硬化部位の説明図
、第３図は、本発明を利用して行なわれる縫合の例を示
すものである。 特許出願人 三菱レイヨン株式会社
桶の１例であり、第２図は、縫合糸の硬化部位の説明図
、第３図は、本発明を利用して行なわれる縫合の例を示
すものである。 特許出願人 三菱レイヨン株式会社
Claims (1)
- 繊維補強プリプレグを使用して製造される繊維強化プラ
スチックに於て、接合すべきプリプレグの接合部位を加
圧後又は加圧下で穿孔し、該孔に対して先端を硬化した
縫合糸を挿通して縫合したのち硬化することを特徴とす
る繊維強化プラスチックの接合方法。 ・
□
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57143337A JPS5933112A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 繊維強化プラスチツクの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57143337A JPS5933112A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 繊維強化プラスチツクの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5933112A true JPS5933112A (ja) | 1984-02-22 |
Family
ID=15336431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57143337A Pending JPS5933112A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 繊維強化プラスチツクの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933112A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5085722A (en) * | 1987-06-04 | 1992-02-04 | Mtu Motoren Und Turbinen-Union Munchen Gmbh | Method of manufacture of a composite material of metal and plastic |
| JPH0756114B2 (ja) * | 1989-03-15 | 1995-06-14 | ランパク・コーポレイション | 縫い目状パーフォレーションを有するクッション荷敷きパッド |
| US5518564A (en) * | 1992-02-17 | 1996-05-21 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Method to embody a complex structural piece by wire or strip contact placing |
| US6106646A (en) * | 1992-09-14 | 2000-08-22 | General Electric Company | Method for joining composite materials |
| WO2001002637A1 (fr) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Hashimoto, Yoshiko | Jonctionnement de corps structurel, procede de jonctionnement et dispositif de jonctionnement |
| JP2003205055A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-22 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 中空ゴルフクラブヘッド |
| JP2008174630A (ja) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Toyota Motor Corp | 繊維強化複合材料、繊維強化複合材料の成形方法、一対のプリプレグ及び一対のプリプレグ製造方法 |
| JP2017094737A (ja) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | エアバス オペレーションズ ゲーエムベーハーＡｉｒｂｕｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＧｍｂＨ | 多孔質材を補強する方法および針 |
| WO2019026329A1 (ja) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | 株式会社日立製作所 | 繊維強化樹脂複合体及びその製造装置 |
| WO2019129781A1 (fr) * | 2017-12-30 | 2019-07-04 | Latecoere | Assemblage de pieces en materiau thermoplastique et procede d'assemblage de telles pieces par rivetage thermoplastique |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP57143337A patent/JPS5933112A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JP2017094737A (ja) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | エアバス オペレーションズ ゲーエムベーハーＡｉｒｂｕｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＧｍｂＨ | 多孔質材を補強する方法および針 |
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| WO2019129781A1 (fr) * | 2017-12-30 | 2019-07-04 | Latecoere | Assemblage de pieces en materiau thermoplastique et procede d'assemblage de telles pieces par rivetage thermoplastique |
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