JP2006083355A - Fiber-reinforced resin structure and railroad tie - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道用のまくら木などに用いることができる繊維強化樹脂構造物に関するものである。 The present invention relates to a fiber-reinforced resin structure that can be used for sleepers for railways.
鉄道軌道などには、まくら木が用いられており、この軌道用のまくら木は、レールの下部に設置されてレールに連結されるものであり、レールを支えつつ、レール間の距離を保持するものである。
従来より、木製及びコンクリート製のまくら木が使用されているが、木製のまくら木は腐りや虫害のため耐用年数が短く、又、コンクリート製のまくら木は、重量が大で敷設に困難を伴う上に、緩衝性、加工性にも劣るという問題点がある。
Sleepers are used for railway tracks, etc. This sleeper is installed at the bottom of the rail and connected to the rail, and supports the rail while maintaining the distance between the rails. is there.
Conventionally, wooden and concrete sleepers have been used, but wooden sleepers have a short service life due to decay and insect damage, and concrete sleepers are heavy and difficult to lay, There is a problem that buffer properties and workability are also inferior.
そこで、特許文献1には、耐久性、軽量性、加工性に優れた合成まくら木が開示されている。この合成まくら木は、長手方向に向けて埋設された長繊維で補強された熱硬化性樹脂発泡体からなるものである。
まくら木は、軌道設置時、あるいは、列車通過時に、圧縮応力、引張応力、曲げ応力などを受ける。そのため、変形しにくく、又、破損しにくくするには、補強材である繊維を多く添加することが望ましい。しかし、成形技術上、添加量に限界があり、又、添加量が多くなるほど製作費用も高くなる。 The sleepers are subjected to compressive stress, tensile stress, bending stress, etc. when the track is installed or when the train passes. Therefore, in order to prevent deformation and damage, it is desirable to add a large amount of fiber as a reinforcing material. However, there is a limit to the amount of addition in terms of molding technology, and the manufacturing cost increases as the amount of addition increases.
一般に、繊維が添加された樹脂が曲げ応力を受けた場合、同じ量の繊維の添加であっても、曲げの外側となる位置に繊維量が多く外側の補強効果が大きいほど、曲がりにくく、曲げに対して高強度となる。 In general, when the resin to which the fiber is added is subjected to bending stress, even if the same amount of fiber is added, the more the amount of fiber is at the position outside the bend and the greater the reinforcement effect on the outside is, the less the bending is It becomes high strength.
繊維強化樹脂を直結軌道(スラブ軌道)又は有道床軌道(バラスト軌道)のまくら木に使用する場合には、橋などの無道床軌道に比べて長手方向(レール方向に対して垂直な方向)には、大きな引張応力を受けることが少ないので、長手方向に配向する長繊維の全体の量は比較的少なくても良い。
そのため、まくら木断面における中央付近の長繊維の量を少なくし、外側(表面付近)の長繊維の量を比較的多くすることが、製作費用を低くしつつ、適当な強度を付与することができるので理想的である。
When fiber reinforced resin is used for sleepers of direct connection track (slab track) or bedded track (ballast track), it is longer in the longitudinal direction (direction perpendicular to the rail direction) than non-track track such as bridges. The total amount of long fibers oriented in the longitudinal direction may be relatively small because they are less susceptible to large tensile stress.
Therefore, reducing the amount of long fibers near the center in the cross section of the sleeper and relatively increasing the amount of long fibers on the outside (near the surface) can provide appropriate strength while reducing the manufacturing cost. So ideal.
このため、表面部と、表面部よりも繊維量を少なくするなどした中心部とを別々に製作し、これらを接合して、製作費用を低くしつつ、適当な強度を付与することが考えられる。しかし、別々に製作した後に結合すると接合部分での強度変化が発生しやすく、変形の際に歪みの要因となりやすい。
また、強度の異なる材質の部材を多数用いて積層し、隣接する材質間での強度の差を小さくすることにより徐々に強度変化を付けることができるが、強度の違う材質の樹脂成形体について、多くの種類の成形物が必要となり、また、成形や接合のための作業が余分にかかってしまい、製作する手間も余分にかかる。
For this reason, it is conceivable that a surface portion and a central portion having a smaller amount of fiber than the surface portion are separately manufactured, and these are joined to give an appropriate strength while reducing manufacturing costs. . However, if they are combined after being manufactured separately, the strength changes easily at the joints, and this tends to cause distortion during deformation.
In addition, it is possible to gradually change the strength by laminating a number of members of materials with different strengths and reducing the difference in strength between adjacent materials, but for resin molded products of materials with different strengths, Many types of molded products are required, and extra work for molding and joining is required, and extra time is required for manufacturing.
また、まくら木の表面は、耐摩耗性など、中心部分とは異なる性能を要求されることがあり、これに対応させることが望ましい。 Moreover, the surface of the sleeper may be required to have different performance from the central portion, such as wear resistance, and it is desirable to cope with this.
そこで、本発明は、製作費用を低くしつつ、必要な強度を確保することができ、まくら木などに用いることのできる繊維強化樹脂構造物を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the fiber reinforced resin structure which can ensure required intensity | strength, making manufacturing cost low, and can be used for a sleeper.
上記した目的を達成するための請求項1に記載の発明は、長繊維を所定の方向に配向させつつ、長繊維を偏在させるように配置した状態で樹脂を固体化することによって成形された樹脂成形体Aと、樹脂成形体Aの接合面に接合され、樹脂成形体Aの接合面付近の強度よりも高強度である樹脂成形体Bとを有する繊維強化樹脂構造物であって、樹脂成形体Aの長繊維の偏在状態は、接合面から離れるほど、長繊維の配置密度が減少するものであることを特徴とする繊維強化樹脂構造物である。
ここで、配置密度とは、成形後の樹脂の単位体積当たりの長繊維の重量を示すものであり、樹脂成形体中の長繊維が多くあるかどうかを示すことができる。そして、同じ長繊維を用いた場合、長繊維の配置される量が少ない場合(体積当たりの長繊維の量が少ない場合)には、配置密度が小さい。また、成形後の樹脂の単位体積当たりの長繊維の本数が同じであっても繊維が太く、重い場合などには配置密度が大きくなる。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
Here, the arrangement density indicates the weight of long fibers per unit volume of the resin after molding, and can indicate whether there are many long fibers in the resin molded body. When the same long fibers are used, the arrangement density is small when the amount of long fibers arranged is small (when the amount of long fibers per volume is small). Further, even if the number of long fibers per unit volume of the resin after molding is the same, the arrangement density increases when the fibers are thick and heavy.
請求項1に記載の発明によれば、樹脂成形体Aよりも高強度の樹脂成形体Bを樹脂成形体Aに接合して形成されるものであり、樹脂成形体Aは、樹脂成形体Bと接合している接合面から離れるほど、長繊維の配置密度が減少するように偏在しているので、樹脂成形体B側に向かうほど、徐々に高強度とすることができる。さらに、この繊維強化樹脂構造物をまくら木など、構造物の長繊維の配向方向に直接的に引張・圧縮力を受けにくく、長繊維の配向方向が湾曲するように曲げ応力を受けて主として構造物の表面付近が引張・圧縮力を受ける用途に用いる場合には、求められる強度に応じて繊維補強を適切に行うことができる。
そして、請求項1に記載の発明では、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとを接合して製作されるので、樹脂成形体Bのみに耐摩耗性を付与することにより樹脂成形体Aを安価な材質のものを採用することができる。
According to the first aspect of the present invention, the resin molded body B is formed by joining the resin molded body B having a strength higher than that of the resin molded body A to the resin molded body A. Since it is unevenly distributed so that the disposition density of the long fibers decreases as the distance from the bonding surface where the resin is bonded, the strength can be gradually increased toward the resin molded body B side. Furthermore, the fiber reinforced resin structure is mainly subjected to bending stress so that the orientation direction of the long fibers in the structure is less likely to be directly subjected to the tension / compression force in the orientation direction of the long fibers of the structure, such as sleepers. When it is used for applications in which the vicinity of the surface receives tensile / compressive force, fiber reinforcement can be appropriately performed according to the required strength.
In the invention described in
請求項2に記載の発明は、長繊維を所定の方向に配向させつつ、長繊維を偏在させるように配置した状態で樹脂を固体化することによって成形された樹脂成形体Aと、樹脂成形体Aの接合面に接合され、樹脂成形体Aの接合面付近の強度よりも高強度である樹脂成形体Bとを有する繊維強化樹脂構造物であって、樹脂成形体Aには、前記接合面に対向して接合面に対して略平行である対向面とを有し、接合面及び対向面に平行で、接合面との距離と、対向面との距離とが等しい平面を仮想面S1とした場合に、接合面と仮想面S1との間の長繊維の配置密度が、樹脂成形体Aの全体の配置密度よりも大きいことを特徴とする繊維強化樹脂構造物である。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、樹脂成形体Aよりも高強度の樹脂成形体Bを樹脂成形体Aに接合して形成されるものであり、接合面と平行な対向面とを有し、接合面と、対向面との距離とが等しい位置の平面を仮想面S1とした場合に、接合面と仮想面S1との間の長繊維の配置密度が、樹脂成形体Aの全体の配置密度よりも大きいので、接合面と仮想面S1の部分の強度を高くして、樹脂成形体B側を高強度とすることができる。
さらに、請求項1に記載の発明と同様に、この繊維強化樹脂構造物をまくら木などに用いる場合には、求められる強度に応じて繊維補強を適切に行うことができ、また、樹脂成形体Bのみに耐摩耗性を付与することにより樹脂成形体Aを安価な材質のものを採用することができる。
According to the second aspect of the present invention, the resin molded body B having a strength higher than that of the resin molded body A is joined to the resin molded body A, and has an opposing surface parallel to the joint surface. And when the plane of the position where the distance between the joint surface and the opposing surface is equal is the virtual surface S1, the arrangement density of the long fibers between the joint surface and the virtual surface S1 is the entire resin molded body A. Since it is larger than the arrangement density, the strength of the joint surface and the virtual surface S1 can be increased, and the resin molded body B side can be increased in strength.
Furthermore, in the same manner as in the first aspect of the invention, when this fiber reinforced resin structure is used for sleepers or the like, fiber reinforcement can be appropriately performed according to the required strength, and the resin molded body B By imparting wear resistance only to the resin molded body A, an inexpensive material can be used.
請求項3に記載の発明は、長繊維を所定の方向に配向させつつ、長繊維を偏在させるように配置した状態で樹脂を固体化することによって成形された樹脂成形体Aと、樹脂成形
体Aの接合面に接合され、樹脂成形体Aの接合面付近の強度よりも高強度である樹脂成形体Bとを有する繊維強化樹脂構造物であって、樹脂成形体Aには、略平面である接合面と、前記接合面に対向して接合面に対して略平行である対向面とを有し、接合面及び対向面に平行で、接合面との距離を2倍した距離と、対向面との距離とが等しい平面を仮想面S2とした場合に、接合面と仮想面S2との間の長繊維の配置密度が、樹脂成形体Aの全体の長繊維の配置密度の1.2倍以上であることを特徴とする繊維強化樹脂構造物である。
The invention according to claim 3 is a resin molded body A formed by solidifying a resin in a state where the long fibers are unevenly arranged while the long fibers are oriented in a predetermined direction, and a resin molded body. A fiber reinforced resin structure having a resin molded body B bonded to the bonding surface of A and having a strength higher than the strength in the vicinity of the bonded surface of the resin molded body A. The resin molded body A has a substantially flat surface. There is a certain joining surface and a facing surface that faces the joining surface and is substantially parallel to the joining surface, is parallel to the joining surface and the facing surface, and is a distance obtained by doubling the distance from the joining surface. When a plane having the same distance from the surface is defined as the virtual surface S2, the arrangement density of long fibers between the bonding surface and the virtual surface S2 is 1.2 of the arrangement density of the entire long fibers of the resin molding A. It is a fiber reinforced resin structure characterized by being twice or more.
請求項3に記載の発明によれば、樹脂成形体Aよりも高強度の樹脂成形体Bを樹脂成形体Aに接合して形成されるものであり、接合面と平行な対向面とを有し、接合面との距離を2倍した距離と、対向面との距離とが等しい位置の平面を仮想面S2とした場合に、接合面と仮想面S2との間の長繊維の配置密度が、樹脂成形体Aの全体の長繊維の配置密度の1.2倍以上であるので、特に、接合面を高強度とすることができる。
さらに、請求項1に記載の発明と同様に、この繊維強化樹脂構造物をまくら木などに用いる場合には、求められる強度に応じて繊維補強を適切に行うことができ、また、樹脂成形体Bのみに耐摩耗性を付与することにより樹脂成形体Aを安価な材質のものを採用することができる。
According to the third aspect of the present invention, the resin molded body B having a strength higher than that of the resin molded body A is joined to the resin molded body A, and has an opposing surface parallel to the joint surface. When the plane at the position where the distance from the joint surface is twice the distance from the opposing surface is the virtual surface S2, the arrangement density of long fibers between the joint surface and the virtual surface S2 is And since it is 1.2 times or more of the arrangement density of the whole long fiber of the resin molding A, a joining surface can be made into especially high intensity | strength.
Furthermore, in the same manner as in the first aspect of the invention, when this fiber reinforced resin structure is used for sleepers or the like, fiber reinforcement can be appropriately performed according to the required strength, and the resin molded body B By imparting wear resistance only to the resin molded body A, an inexpensive material can be used.
請求項4に記載の発明は、樹脂成形体Bは、長繊維を所定の方向に配向させて成形され、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとは、互いの長繊維の配向方向が平行となるように接合されており、樹脂成形体Bの長繊維の配置密度が、接合面と仮想面S2との間の長繊維の配置密度よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の繊維強化樹脂構造物である。 In the invention according to claim 4, the resin molded body B is formed by orienting long fibers in a predetermined direction, and the resin molded body A and the resin molded body B are parallel to each other in the orientation direction of the long fibers. The fibers according to claim 3, wherein the fibers are bonded so that the arrangement density of the long fibers of the resin molded body B is larger than the arrangement density of the long fibers between the bonding surface and the virtual surface S <b> 2. It is a reinforced resin structure.
請求項4に記載の発明によれば、接合面と仮想面S2との間の長繊維の配置密度を、樹脂成形体Bの長繊維の配置密度よりも小さくすることにより、樹脂成形体Bの強度を樹脂成形体Aの接合面付近の強度よりも高強度とすることができる。 According to the invention described in claim 4, by making the arrangement density of the long fibers between the joining surface and the virtual plane S <b> 2 smaller than the arrangement density of the long fibers of the resin molding B, the resin molding B The strength can be higher than the strength in the vicinity of the joint surface of the resin molding A.
請求項5に記載の発明は、樹脂成形体Aの対向面同士を接合して2つの繊維強化樹脂構造物を一体化したことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の繊維強化樹脂構造物である。
The invention according to claim 5 is the fiber reinforced resin according to any one of
請求項5に記載の発明によれば、樹脂成形体Aの対向面同士を接合して2つの繊維強化樹脂構造物を一体化して形成されるので、対向面とは反対側の接合面に接合されている2つの樹脂成形体Bが表層部分となるような積層状態となり、比較的強度の高い部分が表面側に、比較的強度の低い部分が内部側となる。したがって、表面部にあるいずれかの樹脂成形体Bを内側に、他方を外側にして曲げられた場合に、強度を高くすることができる。そして、繊維強化樹脂構造物をまくら木などのように、繰り返して曲げる用途に用いた場合に、耐久性に優れる。 According to the fifth aspect of the present invention, the opposing surfaces of the resin molded body A are joined to each other so that the two fiber reinforced resin structures are integrally formed. The two resin molded bodies B are laminated so that the surface layer portion is a surface layer portion, with a relatively high strength portion on the surface side and a relatively low strength portion on the inner side. Therefore, the strength can be increased when the resin molded body B on the surface portion is bent with the inside facing the other and the other facing the outside. And it is excellent in durability, when a fiber reinforced resin structure is used for the use bent repeatedly like a sleeper.
樹脂成形体Aは発泡樹脂とすることもできる(請求項6)。また、樹脂成形体Aに用いられる樹脂をポリウレタン樹脂とすることもできる(請求項7)。さらに、樹脂成形体Aに使用する長繊維をガラス繊維とすることもできる(請求項8)。 The resin molding A can also be a foamed resin (claim 6). Moreover, the resin used for the resin molding A can also be a polyurethane resin. Furthermore, the long fiber used for the resin molding A can also be made into glass fiber (Claim 8).
請求項9に記載の発明は、樹脂成形体Aは、長尺のガラス繊維を束状にして、樹脂液をしみこませた後固体化することにより連続的に成形されたものであることを特徴とする請求項8に記載の繊維強化樹脂構造物である。 The invention according to claim 9 is characterized in that the resin molded body A is formed continuously by bundling long glass fibers and solidifying after impregnating the resin liquid. The fiber-reinforced resin structure according to claim 8.
請求項9に記載の発明によれば、樹脂成形体Aは、長尺のガラス繊維を束状にして、樹脂液をしみこませた後固体化することにより連続的に成形されたものであるので、生産性が高い。 According to the ninth aspect of the present invention, the resin molded body A is formed continuously by bundling long glass fibers and solidifying after impregnating the resin liquid. High productivity.
請求項10に記載の発明は、樹脂成形体Bは、長尺のガラス繊維を束状にして、樹脂液をしみこませた後固体化することにより連続的に成形されたものであり、樹脂成形体Aの固体化の際に、樹脂成形体Bが固体化され、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとが一体化されることを特徴とする請求項9に記載の繊維強化樹脂構造物である。
In the invention according to
請求項10に記載の発明によれば、樹脂成形体A及び樹脂成形体Bを連続的に成形して、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとが一体化されるので、より生産性が高い。
According to the invention of
請求項1〜10のいずれかに記載の繊維強化樹脂構造物を用いてまくら木とすることができる(請求項11)。
A sleeper can be made using the fiber-reinforced resin structure according to any one of
本発明の繊維強化樹脂構造物によれば、製作費用を低くしつつ、必要な強度を確保することができる。 According to the fiber reinforced resin structure of the present invention, the necessary strength can be ensured while reducing the manufacturing cost.
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
樹脂成形体を用いた繊維強化樹脂構造物であるまくら木1は、図1に示されており、全体の形状は角柱状である。そして、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとが設けられ、これらが上下方向に重なっており、層状構造となっている。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
A
まくら木1の樹脂成形体Aは角柱状であり、樹脂成形体Bと比べて上下方向に厚い。そして、図2に示されるように、樹脂成形体Aの上側には接合面10が設けられ、下側には対向面11が設けられており、接合面10と対向面11とは平行である。接合面10では、樹脂成形体Bと接合している。
また、樹脂成形体Aの形状と樹脂成形体Bの形状とは、上下方向の厚みが異なるだけであり、他は同じである。
The resin molded body A of the
Further, the shape of the resin molded body A and the shape of the resin molded body B are the same except for the thickness in the vertical direction.
樹脂成形体Aは、長繊維20を偏在させるように配置した状態で樹脂を固体化することによって成形されたものである。そして、樹脂成形体Aは、全体で成形されたものであり、複数の成形体を別々に成形して接合などによって一体化したようなものではない。
The resin molded body A is formed by solidifying a resin in a state where the
樹脂成形体Aは、長繊維20で強化されたポリウレタン樹脂であり、このポリウレタン樹脂は、ポリオールとイソシアネートとを反応させてできるものである。
The resin molding A is a polyurethane resin reinforced with
このポリウレタン樹脂に用いるポリオールは、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)などを用いることができる。なお、これ以外のポリオールを用いることができる。 Polyol glycol used for the polyurethane resin may be polypropylene glycol (PPG), polytetramethylene glycol (PTMG), or the like. Other polyols can be used.
また、ポリウレタン樹脂に用いるイソシアネートは、メチレンジフェニルイソシアネート(以下、MDIという)やポリメディックMDIなどを用いることができる。なお、これ以外のイソシアネートを用いることができる。 As the isocyanate used for the polyurethane resin, methylene diphenyl isocyanate (hereinafter referred to as MDI), polymedic MDI, or the like can be used. In addition, isocyanate other than this can be used.
樹脂成形体Aの長繊維20は一方方向に配向しており、この方向は、まくら木1の長手方向に向いている。本実施形態に用いられる長繊維20はガラス繊維である。
樹脂成形体Aに用いられる長繊維20は、ガラス繊維以外でも良く、特に限定されないが、引っ張り強度が高いものが望ましく、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維等の無機質繊維、芳香族ポリアミド繊維等の合成繊維や天然繊維等の有機質繊維等を用いることができる。
The
The
また、長繊維20は、位置によって配置密度が異なっており、偏在している。具体的には、接合面10側に近いほど、単位体積当たりの長繊維20の量が多く、長繊維20の配置密度が高い。また、対向面11に近いほど、単位体積当たりの長繊維20の量が少なく、長繊維20の配置密度が低い。
なお、配置密度とは、成形後の樹脂の単位体積当たりの長繊維20の重量を示すものであり、同じ長繊維20を用いた場合、長繊維20の配置される量が少ない場合(体積当たりの長繊維20の量が少ない場合)には、配置密度が小さい。
In addition, the
In addition, arrangement | positioning density shows the weight of the
この樹脂成形体Aの長繊維20の配置の状況を、図2に示される仮想面S1、S2を用いて説明する。
なお、図2は、まくら木1の断面を図示したものであり、図2においては、長繊維20の配置状況を模式的に図示したものであり、実際の繊維の太さや本数とは異なる。
そして、仮想面S1、S2は、接合面10及び対向面11に平行な面である。また、仮想面S1は、接合面10との距離と対向面11との距離とが等しい平面であり、仮想面S2は、接合面との距離を2倍した距離と、対向面との距離とが等しい平面である。
The state of arrangement of the
FIG. 2 illustrates a cross section of the
The virtual surfaces S <b> 1 and S <b> 2 are surfaces parallel to the
そして、接合面10から対向面11に向かうほど、長繊維20の単位体積当たりの量が少なくなり、配置密度が小さくなる。したがって、接合面10側ほど強度が高くなり、また、対向面11側ほど強度が低くなる。
And the amount per unit volume of the
そして、接合面10と仮想面S1とにより囲まれる部分L1の長繊維20の量は、他の部分(仮想面S1と対向面11との間の部分)よりも多い。接合面10と仮想面S1との間の部分L1の長繊維20の配置密度は、他の部分に比べて大きく、また、樹脂成形体Aの全体と比べても大きい。
そのため、仮想面S1とにより囲まれる部分L1の、まくら木1の長手方向の強度は、他の部分よりも高強度である。
And the quantity of the
Therefore, the strength in the longitudinal direction of the
また、接合面10と仮想面S2とにより囲まれる部分L2の長繊維20の量は、樹脂成形体Aの全体の長繊維の量に対して120%以上であり、特に好ましくは150%以上である。そして、部分L2の配置密度は、樹脂成形体Aの全体の長繊維20の配置密度の1.2倍以上であり、特に好ましくは1.5倍以上である。
このように、樹脂成形体Aの長繊維20は接合面10側に特に偏っており、接合面10付近のまくら木1の長手方向の強度は、樹脂成形体Aの中では高強度である。
Further, the amount of the
Thus, the
樹脂成形体Aは、長尺の長繊維20を束状にして、樹脂液をしみこませた後固体化することにより連続的に成形されるものである。
The resin molded body A is formed continuously by making long
樹脂成形体Bは、樹脂成形体Aと同様にガラス繊維である長繊維20により強化された樹脂である。この長繊維20は一方方向に配向しており、この方向は、樹脂成形体Aと同様に、まくら木1の柱状体の長手方向に向いている。樹脂成形体Bは、樹脂成形体Aと同様に、長尺のガラス繊維を束状にして、樹脂液をしみこませた後固体化することにより連続的に成形される。
The resin molded body B is a resin reinforced by the
なお、樹脂成形体A及び樹脂成形体Bの成形方法については後述する。 In addition, the molding method of the resin molded body A and the resin molded body B will be described later.
樹脂成形体Bも樹脂成形体Aと同様に、ポリウレタン樹脂が用いられている。樹脂成形体Bに用いるポリウレタン樹脂は、樹脂成形体Aと同じものを用いても良く、別の種類のものを用いても良い。なお、樹脂成形体Bに用いる樹脂として、ポリウレタン樹脂以外の樹脂を用いることができる。 Similarly to the resin molded body A, the resin molded body B uses a polyurethane resin. The polyurethane resin used for the resin molded body B may be the same as that of the resin molded body A, or another type of polyurethane resin may be used. In addition, as resin used for the resin molding B, resin other than a polyurethane resin can be used.
また、図2に示されるように、樹脂成形体Bの長繊維20の配置密度は、樹脂成形体Aの部分L2の長繊維20の配置密度よりも高く、樹脂成形体Bの体積当たりの長繊維20の量は、樹脂成形体Aの接合面10付近の部分L2の体積当たりの長繊維20の量より多い。
そのため、樹脂成形体Bは、樹脂成形体Aの接合面10付近の部分L2より高強度となっている。
2, the arrangement density of the
Therefore, the resin molded body B has higher strength than the portion L2 near the
なお、樹脂成形体Bには長繊維20が用いられており、樹脂成形体Aと同様に、長繊維20はまくら木1の長手方向に配向しているものである。また、樹脂成形体Bに用いる繊維として他の形態の繊維、例えば、短繊維、マット状の繊維、クロス状の繊維などをもちいることできる。さらに、樹脂材料自身の強度が高く、樹脂成形体Aの接合面10付近の部分L2よりも高強度であれば、繊維強化されていなくても良い。
例えば、マット状やクロス状の繊維を用いた場合には、繊維の配向方向が複数の方向に向くこととなるので、まくら木1の長手方向以外の方向に引張荷重を受けた場合の強度が高くなる。
In addition, the
For example, when mat-like or cloth-like fibers are used, the orientation direction of the fibers is directed to a plurality of directions, so that the strength when subjected to a tensile load in a direction other than the longitudinal direction of the
また、用いられる繊維は、適当な径のものを用いることができ、樹脂成形体Aと異なる径の繊維を用いることができる。 Moreover, the fiber used for a suitable diameter can be used and the fiber of the diameter different from the resin molding A can be used.
このように、まくら木1は、樹脂成形体Aの接合面10に樹脂成形体Bを接合したものであり、樹脂成形体Aの対向面11から樹脂成形体B側に向かって、徐々に高強度とすることができる。そのため、まくら木1に対して曲げ応力が発生する用途に使用する場合には、曲げの外側に高強度となる樹脂成形体B側とすることにより、より効率的に繊維補強をすることができる。
Thus, the
樹脂成形体A及び樹脂成形体Bの両方又はいずれか一方については、必要に応じて、発泡剤により発泡させたものであっても良い。また、この場合、発泡倍率は、添加される発泡剤の量や成形条件によって調節することができる。そして、発泡率を調整することにより、密度や強度を変えることができる。 About both or any one of the resin molding A and the resin molding B, you may make it foam with the foaming agent as needed. In this case, the expansion ratio can be adjusted by the amount of the foaming agent added and the molding conditions. And a density and intensity | strength can be changed by adjusting a foaming rate.
まくら木1の製造は、樹脂成形体Aと、樹脂成形体Bとを別々に成形した後に、樹脂成形体Aの接合面10と樹脂成形体Bとを接合して製造しても良い。
また、樹脂成形体Aや樹脂成形体Bは連続的に成形してもよく、所定の型に樹脂を充填して固体化させる方法によっても成形することもできる。
樹脂成形体A及び樹脂成形体Bを連続成形する場合には、以下に示すように、同じラインで成形しながら樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとを接合することもできる。
The
In addition, the resin molded body A and the resin molded body B may be molded continuously, or may be molded by a method in which a predetermined mold is filled with resin and solidified.
In the case where the resin molded body A and the resin molded body B are continuously molded, the resin molded body A and the resin molded body B can be joined while being molded in the same line as shown below.
樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとを同じラインで成形しながら、まくら木1を製造する方法としては、図3に示されるような製造装置50を用いて製造することができる。
製造装置50は、樹脂成形体Aの成形を行う第1成形部48と、樹脂成形体Bの成形を行う第2成形部49と、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとを成形通路内で接合させながら硬化させる硬化部47が設けられている。
As a method of manufacturing the
The
第1成形部48では、樹脂噴出部55から噴出される樹脂液52aを、長繊維20に噴出させる。その後、揉み板56で樹脂液52aをガラス繊維である長繊維20にむら無く含浸させて、裏面材58と共に硬化部47に送る。
In the
また、第2成形部49では、ポリエチレンフィルム70上に樹脂噴出部59から樹脂液53aを噴出させ、ガラスペーパ71、ガラス長繊維72、ガラススクリム73を積層し、硬化部47に送る。
In the
なお、樹脂液52a及び樹脂液53aは、ポリオールとイソシアネートとを含む混合液であり、樹脂成形体A及び樹脂成形体Bが成形されるとポリウレタン樹脂となる。樹脂液52a及び樹脂液53aの調整は、ポリオール及びイソシアネートと、必要に応じて発泡剤や触媒などを所定の量を添加して、ミキサーなどで混合して樹脂液を調整する。
In addition, the
そして、第1成形部48から硬化部47に送られた長繊維20に含浸された樹脂液52aが硬化して固体化し、樹脂成形体Aの成形が行われる。このとき、上側(樹脂成形体B側)ほど、より多くの長繊維20が配置されている。具体的には、長繊維20の張力を上側ほど強くし、上側ほど長繊維20が多くなるように偏っている状態である。
樹脂成形体Aが成形されると、長繊維20が偏在することとなり、樹脂成形体B側の長繊維20の配置密度が高くなる。
Then, the
When the resin molded body A is molded, the
一方、第2成形部49から、ガラスペーパ71、ガラス長繊維72、ガラススクリム73が積層させた状態で硬化部47に送られる。そして、樹脂液53aが硬化して固体化し、樹脂成形体Bの成形が行われる。
On the other hand, from the 2nd shaping | molding
そして、硬化部47では、成形通路57を形成するエンドレスベルト57a、57bとの間を通過しながら樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとがほぼ同時期に硬化する。
すなわち、樹脂液52a及び樹脂液53aが硬化する際には、硬化部47でほぼ同時期に硬化して、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとが成形される。したがって、成形されると樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとが接合した状態となり、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとを別々に成形する方法に比べて、接合の工程が不要である。
In the curing
That is, when the
なお、図3に示されるような製造装置50などを用いて、樹脂成形体A及び樹脂成形体Bとを、連続的に製造する技術については、特開平8−155983号公報に開示されている。
A technique for continuously manufacturing the resin molded body A and the resin molded body B using a
また、図4には、本発明の第2の実施形態のまくら木2が図示されている。このまくら木2は、上記の、繊維強化樹脂構造物である同じ形状のまくら木1を2本用いて製作されたものであり、具体的には、対向面11同士を接合して一体化して製作されている。まくら木2では、対向面11がまくら木2の中央付近に位置して、対称面となっている。
FIG. 4 shows a
そして、まくら木2の全体の形状は角柱状であり、また、まくら木2の層構成は4層構成となっている。この層構成は、順に、樹脂成形体B、樹脂成形体A、樹脂成形体A、樹脂成形体Bである。
The overall shape of the
そのため、まくら木2は、両側の外層に樹脂成形体Bが設けられることとなる。また、対向面11で接合される2個の樹脂成形体Aは、接合面10側の長繊維20の配置密度が高くなるので、外側ほど強度が高くなる。
したがって、まくら木2では、対向面11から外側に向かって高強度となり、さらに高強度の樹脂成形体Bが外側に位置している。そのため、まくら木2の積層方向(図4における上下方向)を内外となるように曲げた場合、いずれの方向にも強度が高くなり、振動など繰り返し曲げられた場合にも耐久性が高い。
Therefore, the
Therefore, in the
1、2 まくら木
10 接合面
11 対向面
20 長繊維
S1、S2 仮想面
A、B 樹脂成形体
1, 2
Claims (11)
樹脂成形体Aの長繊維の偏在状態は、接合面から離れるほど、長繊維の配置密度が減少するものであることを特徴とする繊維強化樹脂構造物。 A resin molded body A formed by solidifying a resin in a state where the long fibers are arranged so as to be unevenly distributed while orienting the long fibers in a predetermined direction, and bonded to the bonding surface of the resin molded body A. A fiber reinforced resin structure having a resin molded body B having a strength higher than the strength in the vicinity of the joint surface of the molded body A,
The fiber reinforced resin structure characterized in that the uneven distribution state of the long fibers of the resin molded body A is such that the disposition density of the long fibers decreases as the distance from the bonding surface increases.
樹脂成形体Aには、前記接合面に対向して接合面に対して略平行である対向面とを有し、接合面及び対向面に平行で、接合面との距離と、対向面との距離とが等しい平面を仮想面S1とした場合に、接合面と仮想面S1との間の長繊維の配置密度が、樹脂成形体Aの全体の配置密度よりも大きいことを特徴とする繊維強化樹脂構造物。 A resin molded body A formed by solidifying a resin in a state where the long fibers are arranged so as to be unevenly distributed while orienting the long fibers in a predetermined direction, and bonded to the bonding surface of the resin molded body A. A fiber reinforced resin structure having a resin molded body B having a strength higher than the strength in the vicinity of the joint surface of the molded body A,
The resin molded body A has a facing surface that faces the joining surface and is substantially parallel to the joining surface, is parallel to the joining surface and the facing surface, and is a distance between the joining surface and the facing surface. A fiber reinforcement characterized in that, when a virtual plane S1 is a plane having the same distance, the arrangement density of long fibers between the bonding surface and the virtual plane S1 is larger than the entire arrangement density of the resin molded body A. Resin structure.
樹脂成形体Aには、略平面である接合面と、前記接合面に対向して接合面に対して略平行である対向面とを有し、接合面及び対向面に平行で、接合面との距離を2倍した距離と、対向面との距離とが等しい平面を仮想面S2とした場合に、接合面と仮想面S2との間の長繊維の配置密度が、樹脂成形体Aの全体の長繊維の配置密度の1.2倍以上であることを特徴とする繊維強化樹脂構造物。 A resin molded body A formed by solidifying a resin in a state where the long fibers are arranged so as to be unevenly distributed while orienting the long fibers in a predetermined direction, and bonded to the bonding surface of the resin molded body A. A fiber reinforced resin structure having a resin molded body B having a strength higher than the strength in the vicinity of the joint surface of the molded body A,
The resin molded body A has a substantially flat joining surface and a facing surface facing the joining surface and substantially parallel to the joining surface, parallel to the joining surface and the facing surface, When the virtual surface S2 is a plane in which the distance between the distance and the opposite surface is equal, the arrangement density of the long fibers between the joint surface and the virtual surface S2 is the entire resin molded body A. A fiber-reinforced resin structure characterized by being 1.2 times or more the arrangement density of long fibers.
ことにより連続的に成形されたものであり、
樹脂成形体Aの固体化の際に、樹脂成形体Bが固体化され、樹脂成形体Aと樹脂成形体Bとが一体化されることを特徴とする請求項9に記載の繊維強化樹脂構造物。 The resin molded body B is formed by continuously molding a long glass fiber into a bundle, solidifying after impregnating the resin liquid,
The fiber-reinforced resin structure according to claim 9, wherein the resin molded body B is solidified when the resin molded body A is solidified, and the resin molded body A and the resin molded body B are integrated. object.
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