(57)【要約】【課題】繊維強化樹脂製材料によって積層して繊維強化樹脂層を形成させてなる海産物養殖用支柱の繊維強化樹脂層の肉厚をより薄くすることで、軽量化と同時に高強度の特性を満たすことが可能な海産物養殖用の支柱を提供する。【解決手段】海産物養殖用の支柱は、強化繊維を、合成樹脂を用いた繊維強化樹脂材料を支柱成形用のマンドレルに巻回積層して形成した繊維強化樹脂層２０を有した構成となっている。前記繊維強化繊維層２０の少なくとも１層は、強化繊維を一方向に引き揃えた複数の繊維シート３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄを互いに異方向に積み重ねた積層体とし、前記積層体を厚さ方向に貫通して積層体の表面と裏面の間を往復する縫合糸２１で編んだ積層シート３１からなる積層シート層３２によって構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂製材料によって巻回積層して繊維強化樹脂層を形成させてなる海産物養殖用の支柱において、前記繊維強化樹脂層の少なくとも１層は、強化繊維を一方向に引き揃えた複数の繊維シートを互いに異方向に積み重ねた積層体とし、前記積層体を厚さ方向に縫合糸で編んだ積層シートからなる積層シート層によって構成されてことを特徴とする海産物養殖用の支柱。
【請求項２】
前記繊維シートは、強化繊維を開繊処理した開繊糸を一方向に引き揃えた繊維シートであることを特徴とする請求項１に記載の海産物養殖用の支柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海産物養殖用の網や牡蠣の養殖いかだ等の養殖用部材を保持するために、海底に差し込まれて使用される海産物養殖用の支柱に関する。
【背景技術】
【０００２】
海苔の養殖は、海中に建て込んだ海産物養殖用の支柱（以下、支柱と称する場合がある）に海苔網を張り、この海苔網に海苔の胞子を植え付けて生育させることにより行われている。
【０００３】
海産物養殖用の支柱は、海苔養殖網を張り込むために、毎年８月に立てられ、海苔養殖が終了する翌年の３月頃引き上げられる。前記海苔養殖においては、１経営体あたり１０００〜１５００本近くの海産物養殖用の支柱を使用しており、養殖する際には、しばしば海中に支柱が立てられる。
【０００４】
しかし前記支柱には富士壺や珊瑚等の海洋生物が付着しやすいという問題があった。そこで支柱を海中から引き上げる際に、支柱に付着した富士壺等の取り除き作業が行われていた。しかしながら、支柱に強固に密着した富士壺等の取り除き作業は非常に重労働であり、前記支柱の軽量化が望まれていた。
【０００５】
そこで、近年、海産物養殖用の支柱として、例えば、特許文献１に開示されているような、軽量で且つ強度などの特性が優れているという理由から、繊維強化樹脂製材料にて形成された繊維強化樹脂製品ものが使用されてきている。
【特許文献１】特開平１１−８９４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１の繊維強化樹脂製からなる支柱は、通常、一方向プリプレグ（ＵＤプリプレグ）を主体として成形されており、補強繊維を多方向へ配向させるために複数枚のプリプレグが必要で、プリプレグの積層数（プライ数）が多くなるため繊維強化樹脂層の肉厚が厚くなり、その分質量が増し、支柱全体の軽量化を図ることが難しいことや、また、衝撃的な力が作用したときに前記支柱が層間剥離を起こしやすくなるといった問題があった。また、複数数の一方向のプリプレグを、積層するのは困難であり、工数が増えて製造コストが高くなるという問題もある。
【０００７】
更に、２軸織物を１層用いて、その軸が縦方向と横方向に配向するよう配設した繊維強化樹脂製品からなる支柱では、その支柱の捩り強度及び、捩り剛性が保持できないと言う問題があり、前記２軸織物に別途一方向プリプレグなどでバイアス補強層を加える必要があった。３軸織物を用いた場合では、支柱の横方向曲げ強度及び、横方向曲げ剛性が保持できないため、前記３軸織物に別途横方向補強層を加える必要があり、その分、繊維強化樹脂層の肉厚や質量が増加するという不具合がある。
【０００８】
また、前記繊維強化樹脂製材料で形成されている支柱は、繊維強化樹脂材料を積層したときに強化繊維の偏在によって樹脂過多部分やボイド部分が発生し易くなるといった欠陥が発生し易くなる傾向がある。更に、繊維強化樹脂材料を積層したときに、厚み寸法だけ空隙部が形成される場合もある。そのような繊維強化樹脂材料のマトリックス樹脂を含浸させる際に、前記空隙部に樹脂が含浸されずボイドが発生するといった問題がある。このようにボイドが生じたプリプレグを使用して形成された支柱も、ボイドが存在することとなる。かかる繊維強化樹脂材料に応力が作用した場合には、同応力がボイドの部分に集中し、繊維強化樹脂材料の強度が十分に発揮されず、更にはそのときの剪断力により繊維強化樹脂材料が破壊される場合もある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題を解決することで、繊維強化樹脂製材料によって積層して繊維強化樹脂層を形成させてなる海産物養殖用支柱の繊維強化樹脂層の肉厚をより薄くすることで、軽量化と同時に高強度の特性を満たすことが可能な海産物養殖用の支柱を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る海産物養殖用の支柱は、繊維強化樹脂製材料によって巻回積層して繊維強化樹脂層を形成させてなる海産物養殖用の支柱において、前記繊維強化樹脂層の少なくとも１層は、強化繊維を一方向に引き揃えた複数の繊維シートを互いに異方向に積み重ねた積層体とし、前記積層体を厚さ方向に縫合糸で編んだ積層シートからなる積層シート層によって構成されてことを特徴とする海産物養殖用の支柱である。
【００１１】
本発明の請求項２に係る海産物養殖用の支柱は、請求項１記載の海産物養殖用の支柱であって、前記繊維シートは、強化繊維を開繊処理した開繊糸を一方向に引き揃えた繊維シートであることを特徴とする海産物養殖用の支柱である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の海産物養殖用の支柱によれば、支柱の繊維強化繊維層の少なくとも１層が、強化繊維を一方向に引き揃えた複数の繊維シートを互いに異方向に積み重ねた積層体とし、前記積層体を縫合糸で編んだ積層シートからなる積層シート層によって構成されているため、一方向プリプレグを用いるときのように複数枚の積層をあえて必要としないので、同じ強度、剛性であれば繊維強化樹脂層の肉厚をより薄くすることが可能となり、支柱の質量を大幅に低減することができる。また、変形したときの強化繊維のズレが防止され、これにより、層間の剥離、破損等が生じ難くい。
【００１３】
また、前記繊維シートは、強化繊維を開繊処理した開繊糸を一方向に引き揃えた繊維シートで構成されているため、繊維シートの表面平滑性も向上させることができ、積層して積層シートにしたときの樹脂過多部分やボイド部分が発生することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態とともに、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の海産物養殖用の支柱を説明する全体図、図２は、繊維強化繊維層を示す説明図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の海産物養殖用の支柱１は、ストレート状またはテーパ状の管状体からなる。また、その質量は２０００ｇで、支柱の全長は、６０００ｍｍ程度としている。このような海産物養殖用の支柱１は、強化繊維を、合成樹脂としてエポキシ樹脂を用いた繊維強化樹脂材料を支柱成形用のマンドレルに巻回積層して形成した繊維強化樹脂層を有した構成となっている。
また、支柱１の下端部には、海底に差し込み易いように、該支柱１と別部材または一体成形された先細り状の尖鋭部２が設けられている。
【００１６】
そして、図２に示すように前記繊維強化繊維層２０の少なくとも１層は、強化繊維を一方向に引き揃えた複数の繊維シート３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄを互いに異方向に積み重ねた積層体とし、前記積層体を厚さ方向に貫通して積層体の表面と裏面の間を往復する縫合糸２１で編んだ積層シート３１からなる積層シート層３２によって構成されている。
【００１７】
本実施の形態の前記繊維シートは、強化繊維を開繊処理した開繊糸を一方向に引き揃えた繊維シートで構成されている。前記開繊処理は、強化繊維束の繊維（開繊糸）を一平面上に均一に且つ平行に拡げて並べられた状態を示す。従って、前記繊維シートは、強化繊維を開繊処理した開繊糸を一方向に引き揃えた繊維シートで構成されているため、繊維シートの表面平滑性も向上させることができ、積層して積層シートにしたときの樹脂過多部分やボイド部分が発生することがない。
【００１８】
前記海産物養殖用の支柱１を構成する前記繊維強化樹脂層２０は、例えば、図３に示すように、マンドレル３にその内側から、支柱１の中心軸に対して繊維強化樹脂材料の繊維が略平行となるように配置したストレートプリプレグ１１を支柱１の全長にわたり卷回配置したストレート層１１Ａと積層シート３１を支柱１の全長にわたり卷回配置した積層シート層３２と、最外層として、支柱１の中心軸に対して繊維強化樹脂材料の繊維が略平行となるように配置したストレートプリプレグ１１を支柱１の全長にわたり巻回配置したストレート層１１Ｂとを含む構成としている。
【００１９】
前記積層シート３１は、繊維シートの強化繊維の引き揃え方向を互いに異方向に積み重ねた積層体で、図４に示すように、例えば、４層に積み重ねた積層体で、前記４層の繊維シートは、繊維を０°に引き揃えた繊維シート３０Ａと、前記繊維シートＡに対して９０°に引き揃えた繊維シート３０Ｂと、前記繊維シートＡに対して＋４５°に引き揃えた繊維シート３０Ｃと、前記繊維シートＡに対して−４５°に引き揃えた繊維シート３０Ｄを、縫合糸２１で編んだものである。
【００２０】
この図４に示す積層シート３１の例では、強化繊維の方向、即ち繊維の引き揃えた方向が積層シートの長さ方向に対して順に０°、９０°、−４５°、＋４５°になっている。なお、一方向に引き揃えた繊維強化材を積層する角度は０°、±４５°、９０°に限定されず、任意の角度とすることができる。
【００２１】
前記積層シートの１枚の厚さは、配置させる部位により適宜選択するものであるが、通常０．０５〜０．８ｍｍが好ましい。
【００２２】
また、前記積層シートに使用される強化繊維の目付けは特に制限はないが、本実施形態では、５０ｇ／ｍ２〜５００ｇ／ｍ２のものが用いられる。
この強化繊維の目付けが５００ｇ／ｍ２以上であると、支柱の質量が増加する。一方、強化繊維の目付けが５０ｇ／ｍ２以下であると目隙が大きくなり積層シートの機能が十分に発揮できない可能性がある。
【００２３】
前記積層シートは、繊維シートが積層状態のまま縫合糸によって一体的に縫合される。縫合糸は、例えば積層シートの長さ方向に並行に、互いに一定の間隔をあけて設けられる。縫合糸は、樹脂が硬化するまでの間、下層部及び上層部の積層状態を保ち、繊維糸条の所定の配向を乱さないために用いられるものである。
従って、このような機能を発揮する限り、縫合糸としてはどのようなものを用いてもよいが、表面の平滑さを出すために、なるべく細いものを用いることが好ましい。縫合糸としては、例えば、縫合糸の材質としては、例えばポリエステル糸、ナイロン糸、ポリエチレン糸、ポリプロピレン糸、ガラス繊維糸、炭素繊維糸等を挙げることができる。また、縫合糸による縫合方法は、特に限定されないが、本実施例ではチェーン編みを採用している。
【００２４】
上記のように、海産物養殖用の支柱を構成する繊維強化繊維層の少なくとも１層は、強化繊維を一方向に引き揃えた複数の繊維シートを互いに異方向に積み重ねた積層体とし、前記積層体を厚さ方向に縫合糸で編んだ積層シートからなる積層シート層によって構成されているため、一方向プリプレグを用いるときのように複数枚の積層をあえて必要としないので、同じ強度、剛性であれば繊維強化樹脂層の肉厚をより薄くすることが可能となり、支柱の質量を大幅に低減することができる。
【００２５】
また、変形したときの強化繊維のズレが防止され、これにより、層間の剥離、破損等が生じ難くい。更に、積層シートは、糸が交差せず直線走行するので、織物に比べ薄く平滑なクロスとなり、樹脂含浸性など物性面での優位性が見られる。
すなわち、本発明の海産物養殖用の支柱は、繊維強化樹脂材料を積層する回数を従来よりも少なくしても強度を十分に確保することができるので、強度を落とさずにより一層の軽量化を図ることができる。
【００２６】
また、前記積層シートは、繊維をバイアス方向ならびに０度、９０度と多軸、多層での積層が可能であるため、一方向シートによる積層の手間とバイアス方向でのカットロスの減少でコスト軽減ができる。
【００２７】
本発明の海産物養殖用の支柱を構成する積層シート層において使用される強化繊維としては、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ボロン繊維などを例示でき、好ましくは、ガラス繊維、炭素繊維がより好ましい。強化繊維は、単独または２種類以上を併用して使用することもできる。また、前記積層シート層を構成する積層シートに用いられる合成樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられるが、強度や剛性設計の点から熱硬化性樹脂、中でもエポキシ樹脂が好ましい。
【００２８】
また、海産物養殖用の支柱１の製造方法としては、図３に示すように強化繊維を引き揃えて樹脂を含浸させた繊維強化樹脂材料や積層シートをシートワインディング製法によりマンドレルに巻き付けて積層した後、ポリプロピレン製のテープ（図示せず）を巻き付けた状態とし、これを温風硬化炉で加熱し樹脂を硬化させて一体的に成形し、芯材を引き抜いて支柱１を製造している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の海産物養殖用の支柱を説明する全体図。
【図２】繊維強化樹脂層を示す説明図。
【図３】繊維強化樹脂層の構成を示す説明図。
【図４】積層シートを示す説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１    支柱
２    尖鋭部
３    マンドレル
１１    ストレートプリプレグ
１１A    ストレート層
１１Ｂ    トレート層
２１    縫合糸
２０    繊維強化樹脂層
３０Ａ    繊維シート
３０Ｂ    繊維シート
３０Ｃ    繊維シート
３０Ｄ    繊維シート
３１    積層シート
３２    積層シート層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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