(57)【要約】【課題】歯車全体に均一に繊維が存在し、従来品に比べて耐熱性、機械的強度に優れ、高負荷、高温条件下での使用において優れた騒音低減効果を示す繊維強化樹脂製歯車とその製造方法、及び繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材を提供すること。【解決手段】樹脂含浸後、成形することにより、繊維強化樹脂製歯車を製造することが可能な繊維補強材であって、該繊維補強材が、熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、該繊維補強材の全重量に対して１〜３０重量％含む不織布でを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂含浸後、成形することにより、繊維強化樹脂製歯車を製造することが可能な繊維補強材であって、該繊維補強材が、熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、該繊維補強材の全重量に対して１〜３０重量％含む不織布であることを特徴とする繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項２】
繊維補強材の目付けが１００〜２０００ｇ／ｍ２の範囲にある請求項１記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項３】
繊維補強材が、パラ型全芳香族ポリアミド繊維及び／又はメタ型全芳香族ポリアミド繊維を含む請求項１又は２記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項４】
繊維補強材が、全芳香族ポリエステル繊維を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項５】
繊維補強材が、湿式抄造により形成された湿式不織布である請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項６】
繊維補強材が、金属メッシュ上に、互いに径の異なる大小の円筒を同心円状に配置し、その大径の円筒の内周と小径の円筒の外周との中間部に、繊維状物と水を主成分とするスラリーを投入し、抄造することにより得られる、円筒状に継ぎ目なく形成された繊維補強材である請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項７】
繊維状物が、熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなる繊維、及び／又は熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項８】
熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドがパラ型全芳香族ポリアミド及び／又はメタ型全芳香族ポリアミドからなるフィブリッドである請求項１〜６のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項９】
繊維補強材を構成する繊維の繊維長が１〜１２ｍｍの範囲にある請求項１〜８のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材。
【請求項１０】
繊維補強材によって強化された樹脂で歯部を構成した繊維強化樹脂製歯車であって、該繊維補強材が、請求項１〜９のいずれか一項に記載の繊維補強材であることを特徴とする繊維強化樹脂製歯車。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の繊維補強材を金型に配置し、その後液状樹脂を注入して該繊維補強材に含浸させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の繊維補強材に樹脂を含浸して半硬化状態とした後に金型に配置し、これを成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法。
【請求項１３】
熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材を歯車成形用金型の中心に位置するブッシュの周りを取り巻くように配置し、しかる後に後液状樹脂を注入して該繊維補強材に含浸させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法。
【請求項１４】
熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材を矩形に成形し、該矩形の成形品を円筒状に捲回して歯車成形用金型に配置した後、液状樹脂を注入して該繊維補強材に含浸させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法。
【請求項１５】
熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材に樹脂を含浸して半硬化状態とした後、歯車成形用金型の中心に位置するブッシュの周りを取り巻くように配置して成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法。
【請求項１６】
熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材に樹脂を含浸して半硬化状態とした後、該繊維補強材を矩形に成形し、該矩形の成形品を円筒状に捲回して歯車成形用金型に配置して成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材、及び繊維強化樹脂製歯車並びにその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは歯車全体に均一に繊維が存在し、機械的強度及び耐熱性に優れた繊維強化樹脂製歯車及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、歯車の材料として、特に高負荷が必要な用途においては鋼等の金属材料が一般的であったが、歯車の噛み合い時に生ずる騒音の低減や軽量化などを目的として、歯部に繊維強化樹脂複合体を用いたものが検討されている。
【０００３】
例えば、特開平２−２５２５３７号公報には、織布基材プリプレグを棒状に巻いた後、この棒状物を輪にして両端を重ねて輪状体とした後に成形するフェノール樹脂製歯車が開示されているが、織物基材を用いる場合、織物を構成する糸の単繊維間にまで樹脂が浸透させるのが困難であり、それにより歯車中に均一に繊維と樹脂が存在せず、結果的に機械的強度が低下する。またプリプレグを巻いて棒状にするため、丸めて輪状体にする際に樹脂の白化が起こり、また折り目のない均一な輪状体を形成することが出来ない。さらに繋ぎ目があるため機械的強度が基材全体で均一でないという問題があった。
【０００４】
また、特開平８−１５６１２４号公報には、筒状に織られた織布または編布を巻き返してドーナツ状にして成形する合成樹脂製歯車が開示されている。しかし、この織布及び編布にはメタ型芳香族ポリアミド繊維とパラ型芳香族ポリアミド繊維との混紡糸を用いているため、混紡糸の中心部、すなわち単糸レベルまで樹脂を含浸することが出来ず、結果的に歯車の機械的強度が低下するという問題や、更には巻き返す作業は人手を要するため非常に生産性が悪いという問題があった。
【０００５】
さらに、特開２００２−１４４３３２号公報には繊維強化樹脂製歯車用基材として特定の繊維からなる不織布を用いることが提案されている。確かにこの不織布を用いることにより、繋ぎ目の存在による強度低下や、織編地の混紡糸の繊維中心部に樹脂が含浸しにくいという樹脂含浸の不均一性による強度低下の問題をある程度は解消することはできる。しかしながら歯車は通常１０ｍｍ〜５０ｍｍの厚さを有しているため、それに相当する厚みのある円筒状不織布を必要とするが、そのような厚手の不織布を作ることは設備上、取り扱い性の点から限界があり、通常薄手の不織布を作り、それを複数積層して厚さを得るのが現状である。
【０００６】
そのためには一定の厚さのシート状不織布を作成し、それから刃型で円筒状に打ち抜く必要がある。その場合刃で打ち抜いた部分近辺の密度が上がったり、繊維が融着を起こしたりすることは避けられず、その後の樹脂含浸において樹脂の浸透が不均一になったり、含浸されない部分が生じる問題があった。更にシート状不織布の目付けはロット毎、また長さ、幅方向で変動するため、それが歯車強度に影響しないように厳密な目付け管理を必要としていた。
【０００７】
このような問題を回避するためには、かなり薄手の不織布を作り円筒形に打ち抜いた後、数枚以上積層して目付け、重量管理するという煩雑な問題があった。更には不織布シートから打ち抜くためにロスが発生する、工程数が長くなるためコストアップする、という問題もあった。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２５２５３７号公報
【特許文献２】特開平８−１５６１２４号公報
【特許文献３】特開２００２−１４４３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、歯車全体に均一に繊維が存在し、従来品に比べて耐熱性、機械的強度に優れ、高負荷、高温条件下での使用において優れた騒音低減効果を示す繊維強化樹脂製歯車とその製造方法、及び繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材として、特定の繊維から成る円筒状に継ぎ目なく形成されている不織布を使用する際、不織布では避けられないロット変動や長さ／幅方向での変動問題、厚手のシート状不織布から円筒状に打ち抜く際に、打ち抜いた円筒状不織布の外周内周の切り口端が密度が高くなり、その後の樹脂を含浸する工程で含浸の不均一性が生じるという問題が解決でき、また材料ロスが発生しない、生産性の向上が可能な繊維補強材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かくして本発明によれば、（１）樹脂含浸後、成形することにより、繊維強化樹脂製歯車を製造することが可能な繊維補強材であって、該繊維補強材が、熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、該繊維補強材の全重量に対して１〜３０重量％含む不織布であることを特徴とする繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材、（２）繊維補強材によって強化された樹脂で歯部を構成した繊維強化樹脂製歯車であって、該繊維補強材が、上記（１）記載の繊維補強材であることを特徴とする繊維強化樹脂製歯車、（３）上記（１）記載の繊維補強材を金型に配置し、その後液状樹脂を注入して該繊維補強材に含浸させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法、（４）上記（１）記載の繊維補強材に樹脂を含浸して半硬化状態とした後に金型に配置し、これを成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法、（５）熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材を歯車成形用金型の中心に位置するブッシュの周りを取り巻くように配置し、しかる後に後液状樹脂を注入して該繊維補強材に含浸させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法、（６）熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材を矩形に成形し、該矩形の成形品を円筒状に捲回して歯車成形用金型に配置した後、液状樹脂を注入して該繊維補強材に含浸させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法、（７）熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材に樹脂を含浸して半硬化状態とした後、歯車成形用金型の中心に位置するブッシュの周りを取り巻くように配置して成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法、及び（８）熱分解開始温度が３５０℃以上である有機高分子重合体からなるフィブリッドを、全重量に対して１〜３０重量％含む繊維補強材に樹脂を含浸して半硬化状態とした後、該繊維補強材を矩形に成形し、該矩形の成形品を円筒状に捲回して歯車成形用金型に配置して成形することを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐熱性、機械的強度に優れ、高負荷、高温条件下での使用において優れた騒音低減効果を示す繊維強化樹脂製歯車とその製造方法、及び該歯車を製造するのに好適な繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の繊維強化樹脂製歯車の繊維補強材に使用される繊維素材には特に限定はないが、成形する際の温度、及び歯車としたときの噛み合わせ時の静粛性を考慮すれば、熱分解温度が３５０℃以上の有機繊維を使用することが好ましい。
【００１３】
具体的には全芳香族ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、全芳香族ポリアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリイミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維などが例示される。また、特に機械的強度が重要とされる場合であれば、炭素繊維、ガラス繊維なども使用できる。これら繊維素材は単独、もしくは２種以上の繊維を混合して使用することも可能であり、また本発明の効果を損なわない範囲で、熱分解温度が３５０℃以下の範囲の繊維、例えばポリオレフィン系繊維などを少量混合してもよい。
【００１４】
中でも、歯車にしたときの耐熱性、機械的強度、切削加工性の点から、高い引張強度を持つパラ型芳香族ポリアミド繊維と、柔軟性のあるメタ型芳香族ポリアミド繊維とを複合して使用することが最も好ましく、その混合比率は重量比率で８０／２０〜２０／８０（メタ型／パラ型）の範囲が好ましい。メタ型芳香族ポリアミド繊維の割合が８０重量％を超えると、歯車に必要とされる機械的強度が小さくなり、またパラ型芳香族ポリアミド繊維の割合が８０重量％を超えると、基材への樹脂含浸性が著しく悪くなり、更に歯部を形成するための切削加工時に毛羽が発生するなどの問題を生じる。
【００１５】
また、用途によっては、上記のパラ型芳香族ポリアミド繊維を全芳香族ポリエステルに代えて、メタ型芳香族ポリアミド繊維と複合させても良く、その混合比率は重量比率で８０／２０〜２０／８０（メタ型／全芳香族ポリエステル）の範囲が好ましい。
【００１６】
上記繊維の表面には、湿式抄造の際の繊維分散性、あるいは樹脂含浸性を向上させるために種々の界面活性剤を少量付着させたり、また、繊維製造工程で付与する処理剤（油剤など）を除去せずそのまま使用してもよい。
【００１７】
上記繊維の単繊維繊度は、０．１〜５．５ｄｔｅｘ、好ましくは０．３ｄｔｅｘ〜２．５ｄｔｅｘの範囲である。０．１ｄｔｅｘ未満の場合は製糸技術上困難な点が多く、断糸や毛羽が発生して良好な品質の繊維を安定して生産することが困難になるだけでなく、コストも高くなるため好ましくない。一方、５．５ｄｔｅｘを超えると繊維の機械的物性、特に強度低下が大きくなり、かつ湿式抄造の際の均一な地合形成が困難となるため好ましくない。
【００１８】
本発明で使用される繊維補強材は、目付けが１００〜２０００ｇ／ｍ２の範囲にあることが必要である。中でも基材全体に繊維を均一に存在させることが可能な、湿式抄造により形成した湿式不織布であることが好ましい。該目付けが１００ｇ／ｍ２未満の場合には、歯車成形時に湿式不織布の積層枚数が多くなるため生産性が低下し、また多くの界面が存在するため歯車としての均一性が低下するため好ましくない。一方、該目付けが２０００ｇ／ｍ２を越える場合は、湿式での連続抄造が困難となるため好ましくない。
【００１９】
本発明で使用される繊維補強材を構成する繊維の長さは、１〜１２ｍｍ、好ましくは２〜９ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の場合、湿式抄造工程で紙形成に必要な引張強力を維持することが出来ず好ましくない。一方１２ｍｍを超える場合には、繊維の絡み合いが大きすぎて均一な地合形成が困難になり、結果として歯車の機械的強度が低下するため好ましくない。
【００２０】
本発明で使用される繊維補強材は、有機高分子重合体からなるフィブリッドを１〜３０重量％含むことが必要である。ここで言うフィブリッドとは、バインダー性能を有する微小のフィブリルを有する薄葉状、鱗片状の小片、又は、ランダムにフィブリル化した微小短繊維の総称である。
【００２１】
フィブリッドの具体例としては、特公昭３５−１１８５１号公報、特公昭３７−５７３２号公報等に記載された方法により、有機系高分子重合体溶液を該高分子重合体溶液の沈澱剤と剪断力の存在する系において混合することにより製造されるフィブリッドや、あるいは、特公昭５９−６０３号公報に記載された方法により、光学的異方性を示す高分子重合体溶液から成形した分子配向性を有する成形物に叩解等の機械的剪断力を与えてランダムにフィブリル化させたフィブリッド（なお、この様なフィブリッドは「パルプ」と称されることがある。）を用いるものが好ましく、なかでも後者の方法によるものが、基材への樹脂含浸性を促進しやすく最適である。
【００２２】
このような耐熱性の有機高分子重合体としては、繊維、もしくはフィルム形成能を有する有機高分子重合体であって熱分解温度が３５０℃以上のものであればどれでも使用できる。
【００２３】
例えば、パラ型全芳香族ポリアミド、メタ型全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリアリレート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができるが、中でも特に、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維に機械的剪断力を与えて微細なフィブリルを持たせたフィブリッド（テイジントワロン（株）製「トワロンパルプ」）が好適である。
【００２４】
また、該耐熱性の有機高分子重合体からなるフィブリッドの、繊維補強材に占める比率は上述の如く１〜３０重量％が必要であり、好ましくは３〜２５重量％である。
【００２５】
該フィブリッドの混合比率を比較的低めに設定する場合には、例えば、特公昭３５−１１８５１号公報や特公昭３７−５７３２号公報等に記載された製造方法から得られるフィブリッドを用いるのが好ましく、また、混合比率を比較的高めに設定する場合には、特公昭５９−６０３号公報に記載された方法により製造されたフィブリッドを用いるのが好ましく、さらにこれら両方の製造方法からなるフィブリッドを混合使用しても良い。
【００２６】
該フィブリッドの混合比率が１％未満では、湿式抄造工程で紙形成に必要なウェット時の基材強力を維持出来ず、また、３０重量％を超えると、得られる歯車の機械的強度が低下し、また特公昭３５−１１８５１号公報や特公昭３７−５７３２号公報等に記載された製造方法から得られるフィブリッドの場合には、基材全体への均一な樹脂含浸を阻害する恐れがあるため好ましくない。
【００２７】
本発明で使用される繊維補強材は、例えば湿式不織布の場合、繊維及びフィブリッドを所定の比率になるように秤量し、繊維濃度が０．１５〜０．４０重量％の範囲になるように水中に投入して均一分散させた水性スラリー中に、必要に応じて、分散剤や粘度調整剤を加えた後、長網式や丸網式の抄紙機を用いた湿式抄造方で湿紙を形成し、この湿紙に有機系のバインダー樹脂をスプレー方式等により付与した後、乾燥して得た乾燥紙を加熱加圧加工することにより得ることができる。
【００２８】
不織布として円筒状湿式不織布を使用する場合は、図１に示されるような、金属メッシュ上に、互いに径の異なる大小の円筒を同心円状に配置し、大径の円筒の内周と小径の円筒の外周との中間部に、繊維あるいは繊維及びフィブリッドを、所定の比率になるように秤量し、繊維状物濃度が０．１５〜０．４０重量％の範囲になるように水中に投入して均一分散させ、必要に応じて、分散剤や粘度調整剤を加えた水性スラリーを投入し、抄造することにより得られる。その際、所定の目付となるように湿式抄造時にスラリー投入量、スラリー濃度を調節することで目付調整して形成することができ、それゆえ常に一定の範囲の目付とすることができる。湿式抄造シートを金網から剥離し、軽く加圧脱水後、熱風乾燥機等で乾燥し、ホットプレス等で厚さを規定し、一定の密度の不織布とすることが好ましい。得られた不織布は基材シート全体で密度斑が少なく、厚さ方向の密度も均一で繊維強化樹脂製歯車の繊維補強材としてふさわしいものである。
【００２９】
上記湿式不織布の嵩密度は、０．１ｇ／ｃｍ３〜１．０ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが好ましい。嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ３未満の場合、成形の際に紙が破断する可能性があり、それにより歯車の機械的強度が低下する可能性がある。また、嵩密度が１．０ｇ／ｃｍ３を超える場合には、単繊維１本１本に樹脂を均一に含浸することが困難となるため好ましくない。
【００３０】
さらに、嵩密度は、その値が一定のものだけに限らず、嵩密度の異なるものを併用しても良い。その場合、例えば嵩密度の低い湿式不織布を歯車成形用金型の中心に位置するブッシュに捲きつけ、外側へ進むに従って徐々に嵩密度を上げて捲きつけていけば良い。
【００３１】
製造された不織布は、中央に円形のスペースを空けたドーナツ型に打抜き、それを所定の樹脂率となるように積層して筒状に形成する、もしくは矩形に形成し、矩形の細い辺を始点として、中心に空間を残すように複数回巻き回して筒状に形成し、樹脂を繊維補強材である湿式不織布に含浸させ、成形する。
【００３２】
次に、得られた繊維補強材に樹脂を含浸させ、成形する工程を説明する。
繊維補強材に含浸させる樹脂は特に限定されないが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シアネートエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、架橋ポリアミノアミド樹脂、架橋ポリエステルアミド樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいは、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂が好ましい。これらは共重合体、変性体、あるいは２種以上の樹脂を混合した樹脂であってもよい。また、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を複合してもよい。あるいは樹脂中に、難燃剤、耐光剤、紫外線吸収剤、平滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、離型剤、可塑剤、着色剤、抗菌剤、顔料、導電剤、シランカップリング剤、無機系コーティング剤などの機能剤を包含してもよい。このとき繊維補強材は、金型に配置する前に樹脂を含浸してプリプレグとしてもよいし、金型に配置し、所定の樹脂率となるよう圧縮した後に樹脂を注入してもよいが、樹脂を含浸してプリプレグとする場合は、歯車としたときの樹脂率を所定の比率にするために、あらかじめ繊維補強材の嵩密度を高くしておくことがより好ましい。但し、前記の嵩密度範囲を外れる場合は成形が困難となり、歯車にしたときの機械的強度が低下するため好ましくない。
【００３３】
成形を行う際は、事前に金型を減圧状態にしたり、温度を上げておいたりすることによって、樹脂の補強材への含浸性を向上させることが好ましい。また、補強材を樹脂に含浸させる前に加圧して形態を安定させてもよいし、樹脂含浸後に軸方向に加圧し、樹脂の含浸性を高めても良い。また、歯車を成形する場合は、一般に樹脂成形後に、歯車の歯部を機械切削により作製するが、筒型基材の状態で歯車を形成し、歯車型の金型で成形してもよい。
【００３４】
このようにして得られた繊維強化樹脂製歯車は、繊維補強材を構成する単繊維１本１本の周囲に均一に樹脂が存在し、その結果機械的強度に優れ、従来よりも高い耐久性を持つ歯車を提供できる上、円筒型の基材を一工程で作成できるため、生産性向上による低コスト化、かつ材料ロスの低減も可能となる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、実施例で用いた試験片の作成方法、及びその評価方法は下記のとおりである。
（１）強化繊維基材の目付、厚さ、及び嵩密度
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６に準拠して測定した。
（２）湿式不織布補強材の目付
ＪＩＳ  Ｐ  ８１２４に準拠して測定した。
（３）湿式不織布補強材の厚さ及び嵩密度  
ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８に準拠して測定した。
（４）湿式不織布補強材の引張強さ
ＪＩＳ  Ｐ  ８１１６に準拠して測定した。
（５）繊維強化樹脂成形体の体積樹脂含有率
繊維強化樹脂成形体の体積Ｖ、成形体中に導入した樹脂の体積Ｖｒを計測し、下記式を用いて計算した。
【数１】
2007138146.tif 000003
（６）歯車の押し込み強度
樹脂製歯車から、歯部根元の幅が５ｍｍ、歯部根元から歯部頂点までの幅が５ｍｍのテ
ストピースを作製し、３．５ｍｍ径のピンゲージを２．５ｍｍ／ｍｉｎの速さで歯と歯の
間に押し込み、歯が破壊されるときの押し込み強度（ｋｇｆ）を測定した。歯の破壊は歯
元に亀裂が入ることにより生じた。
【００３６】
［実施例１］
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなる、単繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ、カット長：３ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」）、ポリメタフェニレン・イソフタルアミドからなる、単繊維繊度２．０ｄｔｅｘ、カット長：３ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「コーネックス」）、及びポリパラフェニレン・テレフタルアミドからなるフィブリッド（テイジントワロン（株）製「トワロンパルプ１０９４」）を、重量比で４５／５０／５となるようにパルパーに投入して水中に離解分散させ、繊維濃度０．２重量％の抄紙用スラリーを作成した。
【００３７】
次にタッピー式角型手抄機を用いて該抄紙用スラリーを抄紙し、軽く加圧脱水後、温度１２０℃の熱風乾燥機中で約３０分間乾燥して、坪量２００ｇ／ｍ２の湿式不織布からなる繊維補強基材を得た。
この湿式不織布を、温度：２００℃、線圧：５０ｋｇ／ｃｍのカレンダーに通し、湿式不織布基材の嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ３とした後、打抜きによりドーナツ型に形成し、積層して中空部に金属製ブッシュを通し（このとき、ブッシュ径が、ドーナツ型に打抜いた基材の中空部よりも若干太くなるように湿式不織布の打抜きを行った）、これを歯車成形用金型に入れ、金型を約２００℃にして、真空減圧下、架橋ポリアミノアミド樹脂を注入して、補強材である不織布に樹脂を含浸させた後、樹脂を硬化させて、体積繊維含有率が５０％の繊維強化樹脂成形体を作成した。この繊維強化樹脂成形体に機械切削を施すことにより、歯車の歯部を作成して、繊維強化樹脂製歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００３８】
［実施例２］
実施例１において、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド短繊維、ポリメタフェニレン・イソフタルアミド短繊維、及びポリパラフェニレン・テレフタルアミドからなるフィブリッドを、重量比で７５／２０／５となるように調整した以外は、実施例１と同様に実施し、歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００３９】
［実施例３］
実施例１において、繊維強化樹脂成形体の体積繊維含有率を６０％とした以外は、実施例１と同様に実施し、歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００４０】
［実施例４］
実施例１において、ポリパラフェニレン・テレフタルアミドからなるフィブリッドを用いる代わりに、ポリメタフェニレン・イソフタルアミドからなるフィブリッド（デュポン（株）製「ノーメックス」）を用いた以外は、実施例１と同様に実施し、歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００４１】
［実施例５］
実施例１において、湿式不織布基材の目付を１００ｇ／ｍ２とした以外は、実施例１と同様に実施し、歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００４２】
［実施例６］
実施例１において、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド短繊維を用いる代わりに、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と２，６−ヒドロキシナフトエ酸の共重合体からなる、単繊維繊度：５．５ｄｔｅｘ、カット長：３ｍｍの溶融液晶性芳香族ポリエステル（（株）クラレ製「ベクトラン」）短繊維を用いた以外は、実施例１と同様に実施し、歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００４３】
［比較例１］
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなる、単繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」）、ポリメタフェニレン・イソフタルアミドからなる、単繊維繊度２．０ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「コーネックス」）を重量比４５／５５で混紡し、撚り数１６ターン／インチ、２０番手（約２９５ｄｔｅｘ）となるように紡績した後、目付１１７ｇ／ｍ２、網目長約０．２インチ、かつウェール２５ヶ／インチ、コース３０ヶ／インチの編地密度で筒状編布を作成した。この筒状編布を、端から巻き返すことでドーナツ状として、中空部にブッシュを配置した後金型に配置し、その後は実施例１と同様に樹脂製歯車を成形した。
この編布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００４４】
［比較例２］
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなる、単繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」）、ポリメタフェニレン・イソフタルアミドからなる、単繊維繊度２．０ｄｔｅｘ、カット長：５１ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「コーネックス」）を重量比４５／５５で混紡し、撚り数１６ターン／インチ、２０番手（約２９５ｄｔｅｘ）となるように紡績して紡績糸とした後、レピア織機を用いて、目付１１０ｇ／ｍ２、タテヨコ密度４２本／インチの平織布を製織した。この平織布を、打抜きによりドーナツ型に形成し、積層して中空部に金属製ブッシュを通した（このとき、ブッシュ径が、ドーナツ型に打抜いた基材の中空部よりも若干太くなるように平織布の打抜きを行った）後に金型に配置し、その後は実施例１と同様に樹脂製歯車を成形した。
この織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００４５】
［比較例３］
実施例１において、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド短繊維、ポリメタフェニレン・イソフタルアミド短繊維、及びポリパラフェニレン・テレフタルアミドからなるフィブリッドを、重量比で２５／３５／４０となるように調整した以外は、実施例１と同様に実施し、歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（２）〜（６）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。
【００４６】
［実施例７］
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなる、単繊維繊度：１．７ｄｔｅｘ、カット長：３ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」）、ポリメタフェニレン・イソフタルアミドからなる、単繊維繊度２．０ｄｔｅｘ、カット長：３ｍｍの短繊維（帝人テクノプロダクツ（株）製「コーネックス」）、及びポリパラフェニレン・テレフタルアミドからなるフィブリッド（テイジントワロン（株）製「トワロンパルプ１０９４」）を重量比で４５／５０／５となるようにパルパーに投入して水中に離解分散させ、繊維濃度０．２重量％の抄紙用スラリーを作成した。
【００４７】
次に、外径５３ｍｍ、及び内径７９ｍｍ（肉厚はいずれも５ｍｍ）の２ヶの塩ビ管を準備し、更に上部に金属メッシュ、その下に鉄板を配した治具（図１参照）を用いて塩ビ管と連結し、円筒型抄紙機を作成した。この抄紙機を用いて該抄紙用スラリーを抄紙し、軽く加圧脱水後、温度１２０℃の熱風乾燥機中で約３０分間乾燥して、坪量７０００ｇ／ｍ２の円筒状湿式不織布からなる繊維補強基材を得た。
この湿式不織布をホットプレスにて、温度：２５０℃、圧力：４０ｋｇ／ｃｍ２の条件で１０分圧縮し、湿式不織布基材の嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ３とした後、中空部に外径５５ｍｍの金属製ブッシュを通し、これを歯車成形用金型に入れ、金型を約２００℃にして、真空減圧下、架橋ポリアミノアミド樹脂を注入して、補強材である不織布に樹脂を含浸させた後、樹脂を硬化させて、厚さ１０ｍｍ、体積繊維含有率が５０％の繊維強化樹脂成形体を作成した。この繊維強化樹脂成形体に機械切削を施すことにより、歯車の歯部を作成して、繊維強化樹脂製歯車を得た。
この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記（１）〜（３）の項目について評価した諸特性は、表１に示すとおりであった。樹脂の体積含有率は５０％でほぼ均一に繊維間に充填されていた。
【００４８】
［実施例８］
実施例７と同様の操作をし、坪量２００ｇ／ｍ２の円筒型湿式不織布を得た。この湿式不織布を、温度：２００℃、線圧：５０ｋｇ／ｃｍのカレンダーに通し、湿式不織布の嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ３とした。この湿式不織布基材を３０枚積層して繊維補強材とする以外は実施例７と同様の操作を行い、繊維強化樹脂製歯車を得た。この湿式不織布基材、繊維強化樹脂成形体、及び繊維強化樹脂製歯車について前記１）〜（３）の項目について評価した。実施例７と同様に樹脂は均一に含浸されていた。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
本発明の湿式不織布かになる繊維補強材を用いることにより、基材を構成する単繊維１本１本の周囲に均一に樹脂が存在し、且つ継ぎ目がないため、繊維強化樹脂製歯車とした際に、繊維が本来持つ特性を十分に生かせる結果、機械的強度を従来よりも向上させた繊維強化樹脂製歯車が得られる。更にカットすることなく、一工程で円筒状基材を製造できるため、生産性向上、材料ロスの低減により、従来よりも低コストでの繊維強化樹脂製歯車の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明で使用する円筒状湿式不織布の製造に使用する円筒型抄紙機装置の模式的説明図。
【図１】
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