特開 2024-90485 熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024090485

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/42 20060101AFI20240627BHJP

   B29C 70/14 20060101ALI20240627BHJP

   C08L 101/00 20060101ALI20240627BHJP

   C08K 7/06 20060101ALI20240627BHJP

   F16L 9/128 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

B29C70/42

B29C70/14

C08L101/00

C08K7/06

F16L9/128

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022206432

(22)【出願日】2022-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】000222406

【氏名又は名称】東レプラスチック精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100186484

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 満

(72)【発明者】

【氏名】塩田 凌太郎

(72)【発明者】

【氏名】冨岡 和彦

【テーマコード（参考）】

3H111

4F205

4J002

【Ｆターム（参考）】

3H111AA01

3H111BA15

3H111BA28

3H111CB02

3H111CB14

3H111DA26

3H111EA04

4F205AA11

4F205AA13

4F205AA15

4F205AA28

4F205AA29

4F205AA34

4F205AB25

4F205AC01

4F205AD16

4F205AG08

4F205AR12

4F205AR15

4F205AR17

4F205HA13

4F205HA27

4F205HA34

4F205HA36

4F205HB01

4F205HC17

4F205HG05

4F205HK03

4F205HK04

4F205HK24

4F205HL13

4J002AA011

4J002BB031

4J002BB121

4J002BB181

4J002BC031

4J002BD151

4J002BN151

4J002CB001

4J002CF051

4J002CF061

4J002CF071

4J002CG011

4J002CH071

4J002CH091

4J002CL011

4J002CL031

4J002CL061

4J002CM041

4J002CN011

4J002DA016

4J002FA046

4J002FD016

4J002GM00

(57)【要約】

【課題】後加工が容易であり、押出成形に好適な炭素繊維複合材料を用いてなる、２次加工により９０°以上に大きく曲げられたパイプ成形品を提供する。
【解決手段】熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品であって、熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成され、炭素繊維を５～６０重量％含有し、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６０重量％以上であり、熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さが０．５～１０．０ｍｍであり、曲げ箇所が1箇所以上存在することを特徴とするである熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品であって、熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成され、炭素繊維を５～６０重量％含有し、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６０重量％以上であり、熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さが０．５～１０．０ｍｍであり、曲げ箇所が1箇所以上存在することを特徴とするである熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項2】

全炭素繊維中６０重量％以上の炭素繊維が３０°以内の一方向に配向している請求項１に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項3】

少なくとも粘度の異なる第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂とを含み、熱可塑性樹脂の融点、ガラス転移点、または軟化点から２０～５０℃の高い所定温度において、第２の熱可塑性樹脂の粘度が第１の熱可塑性樹脂の粘度の３～７０倍である請求項１又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項4】

曲げ角度が１～３６０°である請求項１又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項5】

パイプ断面が真円、楕円、多角形のいずれかである請求項１又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項6】

外径が５～１００ｍｍで曲げのＲが外径の３～１０倍である請求項１又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項7】

熱可塑性炭素繊維樹脂基材の最も薄い箇所の厚みが０．５～１ｍｍであり、最も厚い箇所が薄い箇所の１．５～８倍である請求項１又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項8】

曲げ箇所の外側、内側の一部または、全周に凹凸の溝形状を有する請求項１又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなるパイプ成形品。

【請求項9】

曲げ箇所およびパイプ全体が樹脂チューブで被覆された請求項１又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【請求項10】

曲げ箇所がさらに１回以上曲げられた請求項1又は２に記載の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、後加工が容易であり押出成形に好適な炭素繊維複合材料を用いてなる２次加工により曲げられたパイプ成形品に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、熱可塑性樹脂を含侵させた炭素繊維を芯金（マンドレル）に巻取り積層体を作り（ワインディング）、溶融プレス成形を行うことで熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなるパイプ成形品を得ていた。しかしながら、ワインディング設備や溶融プレス設備など高価な設備が必要となり、これらの設備を有することが大きな負担となっていた。例えば特許文献１には、そのような技術が開示されている。

【0003】

又、切断・加工にもウォータージェット加工装置など高価な設備が必要となり、これらの設備を有することが大きな負担となっている。

【0004】

更に、上記方法で得られたパイプは炭素繊維が連続長繊維であるため、小さい角度しか曲げられないものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－４１７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は係る従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、後加工が容易であり、押出成形に好適な炭素繊維複合材料を用いてなる、２次加工により９０°以上に大きく曲げられたパイプ成形品を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品は、以下の構成を有する。

【0008】

熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品であって、熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成され、前記炭素繊維を５～６０重量％含有し、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６０重量％以上であり、熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さが０．５～１０．０ｍｍであり、曲げ箇所が１箇所以上存在することを特徴とする熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品。

【発明の効果】

【0009】

本発明の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品の製造には、テープワインディングパイプに用いるようなワインディング設備や溶融プレス設備など高価な設備が不要である。又、得られたパイプ曲げ加工品は容易に切断・加工出来る為、ウォータージェット加工装置など高価な設備が不要になる。更に、９０°以上に大きく曲げられたパイプ成形品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】パイプ成形品の断面の模式図

【図2】パイプ成形品の側面の模式図

【図3】パイプ成形品の側断面の模式図

【図4】曲げパイプ成形品の模式図

【図5】曲げパイプ成形品の側断面の模式図

【図6】偏肉パイプ成形品の断面の模式図

【図7】偏肉パイプ成形品の側面の模式図

【図8】偏肉パイプ成形品の側断面の模式図

【図9】偏肉曲げパイプ成形品の側面の模式図

【図10】偏肉曲げパイプ成形品の側断面の模式図

【図11】曲げパイプ成形品の樹脂チューブでの被覆方法の側面の模式図

【図12】曲げパイプ成形品の樹脂チューブでの被覆方法の側断面の模式図

【図13】治具をパイプ成形品の外側に用いた曲げ加工方法の側面の模式図

【図14】治具をパイプ成形品の外側に用いた曲げ加工方法の側断面の模式図

【図15】治具をパイプ成形品の内側に用いた曲げ加工方法の側面の模式図

【図16】治具をパイプ成形品の内側に用いた曲げ加工方法の側断面の模式図

【図17】治具をパイプ成形品の内外に用いた曲げ加工方法の側面の模式図

【図18】治具をパイプ成形品の内外に用いた曲げ加工方法の側断面の模式図

【図19】凹凸の溝形状の治具を用いた曲げ加工方法の側面の模式図

【図20】凹凸の溝形状の治具を用いた曲げ加工方法の側断面の模式図

【図21】パイプ成形品の側面を電子顕微鏡において炭素繊維の配向方向を観察した結果を示す模式図

【図22】パイプ成形品の断面を電子顕微鏡において炭素繊維の配向方向を観察した結果を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を詳細に説明する。

【0012】

本発明の熱可塑性炭素繊維複合樹脂からなる曲げパイプ成形品は熱可塑性炭素繊維樹脂基材で構成され、この熱可塑性炭素繊維樹脂基材は熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料、いわゆる炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物により形成される。

【0013】

複合材料を構成する炭素繊維として、例えばポリアクリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維が挙げられるが、いずれの炭素繊維でも良い。炭素繊維の単繊維径は特に制限されるものではないが、成形性、後加工性、強度の観点から、好ましくは５～１０μｍ、より好ましくは６～８μｍが良い。なお、炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物の調製に使用する炭素繊維は、長繊維（ロービング）、短繊維（チョップドストランド）のいずれでも良いが、好ましくは短繊維である。

【0014】

複合材料のマトリックスとなる熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン（例えばポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン、ポリスチレン）、ポリアミド（例えばナイロン（ＰＡ）６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、芳香族ナイロン）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルフォキサイド、ポリテトラフルオロエチレン、アクロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリエーテル・エーテル・ケトン、ポリオキシメチレン等が挙げられる。また、これら熱可塑性樹脂の誘導体や変性体、これら熱可塑性樹脂の共重合体、さらにそれらの混合物でも良い。

【0015】

熱可塑性樹脂としてはポリアミドが好ましく、ナイロン６、ナイロン６６、それらの誘導体もしくは共重合体、またはこれらの少なくとも１つを含む混合物がより好ましく、ナイロン６、ナイロン６６がさらに好ましい。

【0016】

また、熱可塑性樹脂としてはポリオレフィンも好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、それらの誘導体もしくは共重合体、またはこれらの少なくとも１つを含む混合物がより好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレンがさらに好ましい。さらに、アクロニトリルブタジエンスチレン共重合体、その誘導体もしくは共重合体、またはこれを含む混合物も好ましい。さらに、ポリフェニレンサルファイド、その誘導体もしくは共重合体、または上記のいずれかを含む混合物も好ましい。

【0017】

熱可塑性樹脂は、互いに粘度の異なる第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を少なくとも含むと良い。互いに粘度の異なる２以上の熱可塑性樹脂を含むことにより、成形性が向上し、パイプ自体に強度を持たせることができる。本発明では、熱可塑性樹脂の融点から２０～５０℃の高い所定温度において、第２の熱可塑性樹脂の粘度が第１の熱可塑性樹脂の粘度の３～７０倍であることが好ましく、５～５０倍であることがより好ましく、１０～３０倍であることがさらに好ましい。第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂は、分子量や共重合成分を相違させた同じ種類の熱可塑性樹脂であることが好ましい。

【0018】

上記パイプ成形品では、粘度の低い樹脂が極端に多く含まれていると成形性が悪くなる。その一方で、粘度の高い樹脂が極端に多い場合、樹脂と炭素繊維との密着性が悪く、パイプ自体の強度が低下してしまう。また、粘度の高い樹脂を用いての溶融混練は、樹脂温度が上がりすぎて、樹脂が分解してしまう。これは、炭素繊維とガラス繊維の双方で同じ傾向にあり、特に炭素繊維と高粘度の樹脂を混合すると発熱が高く分解し易い傾向にある。

【0019】

同時に、ガラス繊維と粘度の高い樹脂とを用いて、たとえ樹脂ができてもパイプ化する際にノズル表面を傷つけて、パイプを連続して作製することができない場合がある。

【0020】

上述したパイプ成形品において、熱可塑性炭素繊維樹脂基材における粘度の異なる樹脂の比率は、重量で低粘度樹脂が高粘度樹脂に対して０．３～５．０倍であることが好ましく、０．５～２．０倍であることがより好ましい。

【0021】

炭素繊維と樹脂との親和性の確保の観点から、炭素繊維の含有率は５～６０重量％であり、より好ましくは１０～４０重量％であると良い。

【0022】

本発明において、成形加工性の点から、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合は、全炭素繊維中６０％重量％以上である。繊維長は０．１～０．５ｍｍがより好ましく、０．２～０．５ｍｍが更に好ましい。繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維は、２軸の押出機により炭素繊維と熱可塑性樹脂とを混錬することにより作ることができる。繊維長の長さは、スクリュー軸の回転速度、スクリュー軸の長さ、太さ、溝の深さ、溝の間隔、混錬速度、樹脂温度を調節することで繊維を切断し、調節することができる。

【0023】

本発明において、全炭素繊維中６０重量％以上の炭素繊維が、図２１、図２２に示すように、３０°以内の一方向に配向していることが好ましい。１５°以内の一方向に配向していることがより好ましく、１０°以内の一方向に配向していることがさらに好ましい。

【0024】

炭素繊維の６０重量％以上を３０°以内の一方向に配向させた熱可塑性樹脂炭素繊維複合材は、上記の熱可塑性樹脂炭素繊維複合材料からなるペレットを用いて、一軸の押出機で溶融しながら、ダイスより一定方向に押し出すことで製造できる。

【0025】

このことより、本発明において、熱可塑性樹脂炭素繊維複合材の内部で、炭素繊維が一方向に配向する。

【0026】

パイプの厚さは成形性の点から０．５～１０．０ｍｍが好ましく、厚すぎると曲げ加工時に温度ムラが出来、うまく曲げ加工出来なくなる為、０．５～４．０ｍｍがより好ましい。

【0027】

パイプ断面は真円、楕円、多角形のいずれかが好ましく、断面が真円であることがより好ましい。

【0028】

パイプの外径は５～１００ｍｍが好ましく、５～５０ｍｍがより好ましく、１０～３０ｍｍがさらに好ましい。

【0029】

曲げ加工性の点から、曲げパイプのセンターから曲げの中心までの半径である曲げＲ（図４の１０）が、外径の３～１０倍が好ましく、外径に対して曲げＲが小さすぎると、曲げ加工時にパイプが破れてしまう為、４～１０倍がより好ましい。曲げＲは三次元測定機にて測定した。

【0030】

図６～図１０に示すように、パイプの厚みの薄い箇所（図６のＢ）が０．５～１ｍｍであり、厚い箇所（図６のＡ）が薄い箇所の１．５～８倍とすることができる（偏肉）。曲げ箇所の外側を内側より厚くすることで、曲げ加工時にパイプが破れてしまうのを防ぐことができる。曲げ箇所の外側を内側より厚くし過ぎると、熱曲げ加工時に外側と内側で温度のムラが出来、うまく曲げ加工出来なくなる為、厚い箇所が薄い箇所の１．５～５倍がより好ましい。一軸の押出機でダイスの間隔を調整することで厚い箇所と薄い箇所を作ることができる。

【0031】

曲げパイプの曲げ角度（図４の７）は１～３６０°であり、外観、強度の観点から１～２７０°が好ましく、１～１８０°がより好ましく、１～９０°がより好ましく、１０～９０°がさらに好ましい。

【0032】

パイプの曲げ加工温度は、熱可塑性樹脂の融点、または熱たわみ温度から０～５０℃高い温度が好ましく、０～３０℃高いのがより好ましい。

【0033】

図１９、図２０に示すように、パイプ曲げ箇所の外側、内側の一部または、全周に、パイプの長さ方向に高低差０．１～３ｍｍの凹凸の溝形状を有することもできる。凹凸のあるスパイラルチューブにパイプを押し当てながら曲げ加工することで、凹凸の溝形状を得られる。凹凸を付ける事により、内側のシワを解消することができる。更に、パイプを把持した際の滑り止めにもなる。凹凸の高低差が小さすぎると内側のシワが解消されず、又、凹凸の高低差をつけすぎると凹凸部分が潰れてしまい、うまく曲げ加工出来ない場合があり、より好ましくは高低差１～２ｍｍの凹凸の溝形状が望ましい。

【0034】

図１１、図１２に示すように、パイプ曲げ箇所およびパイプ全体を樹脂チューブで被覆することもできる。曲げパイプ成形品に樹脂チューブを被せ、熱により収縮させることで被覆する。

【0035】

パイプをスパイラル状に加工、もしくは曲げ箇所をさらに１回以上曲げることもできる。より好ましくは１～１０回、さらに好ましくは１～５回曲げることができる。

【0036】

図１３～図１８に示すように、スパイラルチューブをパイプの外側、又は、内側、又は、は内外に用いることで、パイプを曲げ加工する。スパイラルチューブは、ミスミ製ステンレスチューブＫＳＮやハリケーン製メッキスパイラルチューブ等を用いる。もしくは、特開２０２１－１３４８４９に記載されたフレキシブルホースや、特開２００８－１９６５３３に記載された蛇腹ホースを用いることもできる。

【実施例0037】

次に、実施例について説明する。各実施例および比較例において、使用した材料および測定方法は以下の通りである。

【0038】

（１）使用した材料
（Ａ）炭素繊維
Ａ１：繊維径が７μｍの炭素繊維。

【0039】

（Ｂ）第１の熱可塑性樹脂
Ｂ１: ＰＡ６（融点２２５℃、２７５℃における粘度：８０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ２：ＰＡ６６（融点：２５５℃、３０５℃における粘度：２５０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ３：ＰＰ（融点：１７０℃、２２０℃における粘度：７０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ４：ＡＢＳ（ガラス転移点（軟化点）：１９０℃、２４０℃における粘度：１２０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ５：ＰＰＳ（融点：２８５℃、３３５℃における粘度：２６０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ６：ＰＣ（軟化点：１４６℃、２９０℃における粘度：１２５ｐｏｉｓｅ)。

【0040】

（Ｃ）第２の熱可塑性樹脂
Ｃ１：ＰＡ６（融点：２２５℃、２７５℃における粘度：１，１００ｐｏｉｓ ｅ）
Ｃ２：ＰＡ６６（融点：２５５℃、３０５℃における粘度：５，５００ｐｏｉｓｅ）
Ｃ３：ＰＰ（融点：１７０℃、２２０℃における粘度：１，７７０ｐｏｉｓｅ）
Ｃ４：ＡＢＳ（軟化点：１９０℃、２４０℃ における粘度：２，５２０ｐｏｉｓｅ）
Ｃ５：ＰＰＳ（融点：２５５℃、３３５℃における粘度：８，０６０ｐｏｉｓｅ）
Ｃ６：ＰＣ（軟化点：１４６℃、２９０℃における粘度：１，８９０ｐｏｉｓｅ）。

【0041】

（Ｄ）複合材料
Ｄ１：Ａ１を２５重量％、Ｂ１を５０重量％、Ｃ１を２５重量％含有
Ｄ２：Ａ１を３５重量％、Ｂ１を２５重量％、Ｃ１を４０重量％含有
Ｄ３：Ａ１を３０重量％、Ｂ１を４５重量％、Ｃ１を２５重量％含有
Ｄ４：Ａ１を３０重量％、Ｂ２を５５重量％、Ｃ２を１５重量％含有
Ｄ５：Ａ１を２５重量％、Ｂ３を３５重量％、Ｃ３を４０重量％含有
Ｄ６：Ａ１を４０重量％、Ｂ４を２０重量％、Ｃ４を４０重量％含有
Ｄ７：Ａ１を４０重量％、Ｂ５を３０重量％、Ｃ５を３０重量％含有
Ｄ８：Ａ１を３０重量％、Ｂ６を３０重量％、Ｃ６を４０重量％含有。

【0042】

（２）測定方法
（Ａ）炭素繊維の繊維長とその割合、配向、重量％、平均繊維長
マイクロフォーカスＸ線透過透視装置（島津製作所製のＳＭＸ－１０００ ＰＬＵＳ）にて測定。

【0043】

（Ｂ）パイプ厚み
ノギスにて測定。

【0044】

（Ｃ）曲げＲ、曲げ角度
三次元測定機にて測定。

【0045】

［実施例１］
上記複合材料Ｄ１を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６５重量％、炭素繊維の同一方向への配向は９８％であった（表１）。

【0046】

上記パイプを用いて２３５℃で１箇所の熱曲げ加工を実施し、曲げ角度９０°、Ｒ１００ｍｍのパイプを得た（表１）。

【0047】

以下、各実施例について、パイプ組成、後加工内容について表１に示す。

【0048】

［比較例１］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ１にガラス繊維を３０％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した（表２）。

【0049】

上記パイプを用いて２３５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった（表２）。

【0050】

以下、各比較例について、パイプ組成、後加工内容性について表２に示す。

【0051】

［実施例２］
上記複合材料Ｄ２を用いて、外径Φ２２ｍｍ、厚さ２．０ｍｍのパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が７０重量％、炭素繊維の同一方向への配向は９７％であった。

【0052】

上記パイプを用いて２３５℃で１箇所の熱曲げ加工を実施し、曲げ角度４５°、Ｒ１５０ｍｍのパイプを得た。

【0053】

［比較例２］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ１にガラス繊維を４０％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した。

【0054】

上記パイプを用いて２３５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった。

【0055】

［実施例３］
上記複合材料Ｄ３を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６７重量％、炭素繊維の同一方向への配向は９８％であった。

【0056】

上記パイプを２３５℃で内側に１ｍｍの凹凸の溝形状をつけて熱曲げ加工を実施し、曲げ角度６０°、Ｒ１００ｍｍのパイプを得た。更に、曲げ箇所に樹脂チューブで被覆した。

【0057】

［比較例３］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ１にガラス繊維を３５％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した。

【0058】

上記パイプを２３５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった。

【0059】

［実施例４］
上記複合材料Ｄ４を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６８重量％、炭素繊維の同一方向への配向は９８％であった。

【0060】

上記パイプを用いて２６５℃で１箇所の熱曲げ加工を実施し、曲げ角度４５°、Ｒ２０５ｍｍのパイプを得た。

【0061】

［比較例４］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ２にガラス繊維を３０％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した。

【0062】

上記パイプを用いて、２６５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった。

【0063】

［実施例５］
上記複合材料Ｄ５を用いて、外径Φ２０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が７１重量％、炭素繊維の同一方向への配向は９５％であった。

【0064】

上記パイプを用いて１８５℃で５箇所の熱曲げ加工を実施し、更に、１８５℃で同一箇所の熱曲げ加工を1回実施し、曲げ角度３５０°、Ｒ６０ｍｍのパイプを得た。

【0065】

［比較例５］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ３にガラス繊維を２５％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した。

【0066】

上記パイプを用いて、１８５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった。

【0067】

［実施例６］
上記複合材料Ｄ６を用いて、外径Φ２３ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６６重量％、炭素繊維の同一方向への配向は８８％であった。

【0068】

上記パイプを用いて１８５℃で１箇所の熱曲げ加工を実施し、曲げ角度２６０°のパイプを得た。

【0069】

［比較例６］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ４にガラス繊維を４０％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した。

【0070】

上記パイプを用いて、１８５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった。

【0071】

［実施例７］
上記複合材料Ｄ７を用いて、外径Φ７ｍｍ、厚さ平均４．０ｍｍ、厚い箇所が薄い箇所の１．５倍のパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１ｍｍ～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が８０重量％、炭素繊維の同一方向への配向は９７％であった。

【0072】

上記パイプを用いて２８５℃で１箇所の熱曲げ加工を実施し、曲げ角度１８５°、Ｒ９０ｍｍのパイプを得た。

【0073】

［比較例７］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ５にガラス繊維を４０％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した。

【0074】

上記パイプを用いて、２８５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった。

【0075】

［実施例８］
上記複合材料Ｄ８を用いて、外径Φ９５ｍｍ、厚さ平均９．５ｍｍ、厚い箇所が薄い箇所の７．７倍のパイプを作製した。得られたパイプにおいて、全炭素繊維中、繊維長が０．０１～０．５ｍｍである炭素繊維の割合が７６重量％、炭素繊維の同一方向への配向は９１％であった。

【0076】

上記パイプを用いて１８５℃で１箇所の熱曲げ加工を実施し、曲げ角度２０°、Ｒ３８０ｍｍのパイプを得た。

【0077】

［比較例８］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ６にガラス繊維を４０％含む樹脂を用いて、外径Φ２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイプを射出成形で作製した。

【0078】

上記パイプを用いて、１８５℃で熱曲げ加工を実施し曲げパイプを得ようとしたが、柔らかく得ることが出来なかった。

【0079】

【表1】

【0080】

【表2】

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明に係る曲げパイプ成形品は、ドローン、ロボット、柵、手摺、取手、配管等、高い強度と優れた加工性が要求されるあらゆる用途に好適である。

【符号の説明】

【0082】

１ パイプ成形品
２ パイプ成形品の外径
３ パイプ成形品の内径
４ パイプ成形品の厚み
５ 熱可塑性炭素繊維樹脂基材
６ 炭素繊維
７ 曲げ角度
８ 曲げパイプのセンター
９ 曲げの中心
１０ 曲げＲ
４１ 曲げパイプ成形品
５２ 曲げパイプ成形品の外径
５３ 曲げパイプ成形品の内径
５４ 曲げパイプ成形品の厚み
６１ 偏肉（厚い箇所が薄い箇所の１．５～８倍ある）パイプ成形品
６２ 偏肉パイプ成形品の外径
６３ 偏肉パイプ成形品の内径
６４ 偏肉パイプ成形品の厚い箇所
６５ 偏肉パイプ成形品の薄い箇所
９１ 偏肉（厚い箇所が薄い箇所の１．５～８倍ある）曲げパイプ成形品
１０２ 偏肉曲げパイプ成形品の外径
１０３ 偏肉曲げパイプ成形品の内径
１０４ 偏肉曲げパイプ成形品の厚い箇所
１０５ 偏肉曲げパイプ成形品の薄い箇所
１１１ 樹脂チューブで被覆された曲げパイプ成形品
１１２ 収縮前の樹脂チューブ
１１３ 収縮後の樹脂チューブ
１３１ スパイラルチューブを外側に用いたパイプ成形品の曲げ加工方法
１３２ パイプ成形品の外側に用いたスパイラルチューブ
１３３ パイプ成形品の内側に用いたスパイラルチューブ
１４１ スパイラルチューブを内側に用いたパイプ成形品の曲げ加工方法
１７１ スパイラルチューブを外側と内側に用いたパイプ成形品の曲げ加工方法
１９１ 凹凸の溝形状を有するパイプ成形品の曲げ加工方法
１９２ 凹凸のあるフレキシブルホース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】