CN1124929C - 玻璃纤维增强塑料筒状体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

用于用FRP做的筒状体的制造方法，其特征为，它包括下列步骤：在圆筒状或实心的芯体的外周或内周上配置树脂扩散介质和增强纤维基材，在使内部真空之前用气密性材料覆盖介质与基材，注入树脂，以便向介质的表面方向扩散并浸透在基材中；一用FRP做的筒状体，其特征为，FRP层与树脂扩散介质彼此同心地做成一体；和一用FRP做的筒状体，它包括两个或更多的沿周向分割的构件，该构件接合成一体；由此，能容易而且廉价地制造更长或直径更大的FRP筒状体。

Description

玻璃纤维增强塑料筒状体及其制造方法
技术领域
本发明涉及玻璃纤维增强塑料(FRP)筒状体，尤其涉及长的、直径大的或弯曲的FRP筒状体及其制造方法。
背景技术
作为重量轻而且强度高的原料，FRP(纤维增强塑料)在各个产业领域中都受到注目，其中，CFRP(碳纤维增强塑料)由于其优良的机械特性等而受到注目。不过，在用金属做的大型筒状体的情况下，重量大，操纵性不良。还有，有生锈的担心。在施工中，需要大型的重型机械，必需把地基的基础做成坚固的。另一方面，在弯曲的支柱的情况下，自重挠度大，横臂的长度有限制。另外，由于吸收冲击的能力没有那样高，故例如在汽车撞到支柱上的场合，汽车的损伤大，同时，对乘车人的影响也大。
另一方面，在成形用FRP做的筒状体的场合，通常虽然采用绕丝法和采用树酯胶片的方法，但是，它们也有下面这样的问题。
在用绕丝法成形FRP筒状体的场合，虽然通常在卷取装置上装以芯棒，在芯棒上缠绕以浸透树脂的增强纤维，但是，在用绕丝法成形长的与直径大的FRP筒状体例如外径5m、长度10m左右的大型圆筒体时，除去发生来自作业环境、卫生、安全等方面的各种问题外，还有整体重量变得过大等设备情况的限定。还有，在普鲁托鲁琼(プルトル一ジョン)法中，因拉拔力过大，事实上不能成形。
还有，虽然有将树酯胶片缠绕在芯体上的方法，但是，由于必须将树酯胶片在加热炉中加热，使之硬化，故能够成形的直径与长度仍然有限度，成形直径大的与长的FRP筒状体有困难。还有，由于需要有树酯胶片本身的成形工序或准备工序、将其缠绕的工序、加热硬化的工序，故有所谓的制造成本提高的问题。再有，由于树酯胶片通常具有粘性(稠性)，故存在所谓的加工性不良的问题。
发明内容
本发明涉及可以容易而且廉价地制造的直径大的和长的或弯曲的用FRP做的筒状体的构造及制造方法。
本发明涉及用FRP做的筒状体的制造方法，其特征为，在圆筒状或实心的芯体的外周或内周上配置树脂扩散介质(它也可以兼任心材与芯体)及增强纤维基材，至少在用气密性材料覆盖该树脂扩散介质及增强纤维基材后，使内部成为真空，再将树脂注入并使之向树脂扩散介质的表面方向扩散，同时，浸透在增强纤维基材中。在与本发明有关的用FRP做的筒状体的制造方法中，采用沿圆周方向分割成两个以上的芯体，通过将所得到的沿圆周方向分割成两个以上的用FRP做的筒状体做成一体，可做成直径更大的FRP筒状体。另一方面，也可以用空心的管子作为芯体，在其周围配置树脂扩散介质与增强纤维基材，采用具有空腔的模型作为气密材料，使其内部成为真空状态，使空心管膨胀，以后，注入树脂，并通过树脂扩散介质将增强纤维基材浸透，在使笔直的部分与弯曲的部分连续的状态下，成形成一体。
还有，本发明涉及用FRP做的圆筒体，其特征为，FRP层与树脂扩散介质可同心地做成一体化。本发明的筒状体，如果由具有笔直的部分和弯曲的部分的构造并用沿周向分割成两个以上的构件做成，则该分割的构件可做成彼此接合成一体的构造。再有，也可以利用仍旧保留的筒状的芯体，通过使用表面上有槽的树脂扩散介质，并在树脂扩散介质的内外表面上配置增强纤维基材，做成有夹层结构的大型筒状体。
附图说明
图1为与本发明的一个实施形式有关的FRP筒状体的局部透视图。
图2为示出图1的FRP筒状体的制造方法的透视图。
图3为示出另一FRP筒状体的制造方法的筒状芯体的透视图。
图4为与本发明的另一实施形式有关的FRP筒状体的局部透视图。
图5为图4的FRP筒状体的心材的透视图。
图6为示出图4的FRP筒状体的制造方法的透视图。
图7为与本发明的一个实施形式有关的用FRP做的弯曲的支柱的侧视图。
图8为图7的支柱在具有法兰构件的场合，该法兰构件周围的放大剖视图。
图9为示出一体成形的法兰部分的一个例子的支柱的局部剖视图。
图10为与本发明的另一实施形式有关的用FRP做的筒状体的横截面图。
图11为示出分割构件彼此间的其它接合结构的局部剖视图。
图12为示出分割构件彼此间的又一种其它接合结构的局部剖视图。
图13为局部剖视图，它示出在分割构件上采用夹层结构的场合的一个例子。
图14为示出筒部的另一形状的例子的概略透视图。
图15为示出筒部的又一种其它形状的例子的概略透视图。
图16为示出筒部的又一种其它形状的例子的概略透视图。
图17为示出筒部的又一种其它形状的例子的概略透视图。
图18为示出筒部的又一种其它形状的例子的概略透视图。
具体实施方式
与本发明有关的FRP筒状体的制造方法为这样的方法，其特征为，在芯体的外周上配置树脂扩散介质并在其外周上配置增强纤维基材，在用气密材料(袋的基材)将整个覆盖以后，使被气密材料覆盖的内部成为真空状态，然后将树脂注入，使之朝前述树脂扩散介质的表面方向扩散，同时使之浸透在前述增强纤维基材中。
在上述这样的FRP筒状体中，FRP层可以构造成具有在筒状的心材的内外两面均配以FRP层的夹层结构。在此情况下，芯材最好是具有扩散树脂用的槽的心材兼树脂扩散介质。还有，心材最好为了重量轻而是发泡体。
也就是说，与本发明有关的FRP筒状体的制造方法的一个例子为这样一种方法，其特征为，在芯体的外周上，依次配置第一增强纤维基材、具有扩散树脂用的槽的筒状心材兼树脂扩散介质、第二增强纤维基材，在用气密材料将整个覆盖以后，使被气密材料覆盖的内部成为真空状态，然后将树脂注入前述树脂扩散介质的槽内，使之朝树脂扩散介质的表面方向扩散，同时使之浸透在第一、第二增强纤维基材中。在此方法中，也可在芯体的外周与第一增强纤维基材之间装以树脂扩散介质，使注入的树脂也朝树脂扩散介质的表面方向扩散，同时使之更确实地浸透在第一增强纤维基材中。
更详细一些，在上述两种制造方法中，将被成形体的芯体与增强纤维基材等按水平配置，并在筒状体上配置的状态的最顶部的一个或两个地方，设置沿纵向延伸的真空抽吸管路。另一方面，在最底部的一个或两个地方设置树脂注入管路，在两个地方的场合，也可以同时开始注入树脂。如果产生时间差，则沿周向流动的树脂的左右方向的平衡崩溃，产生晚的一方的树脂的流动不良的情况。
还有，根据情况(特别是直径为数米的情况等)，也可将真空抽吸管路设置在最顶部以外的中途，在从最底部注入的树脂到达该真空抽吸管路的场合，重新从该真空抽吸管路注入树脂(由于从注入部分沿树脂流动方向，树脂的阻力小的一方的流动性好)。
虽然采用筒状物作为芯体，并将其仍然作为FRP筒状体的一部分而保留，但是，由于要求进一步重量轻，故在FRP成形后必须将筒状芯体脱芯的场合，可在该芯体与增强纤维基材尤其是与第一增强纤维基材之间，在成形之前夹入尼龙布(根据情况，在表面上施加特氟隆涂层等)等分型材料，并在成形后将该分型材料与筒状芯体一起脱芯。在保留筒状芯体的场合，由于筒状芯体本身成为支承体，故不需要另外的大规模的成形装置，而且，对长度与直径实质上没有限制。因此，容易制造长的物体与外形1m以上的大直径物体。
还有，有这样的情况，保留的筒状芯体与树脂扩散介质，对于在其上作用的弯曲应力与扭转应力等力学特性不同的负荷，可与FRP层分担，在筒状体内希望封入气体、液体等的场合，不仅要能保持更高的气密性，而且即使万一在FRP层中产生裂缝与破损的场合，也可防止气体与液体泄漏。
再有，用金属作为筒状芯体的场合，除去上述优点以外，在将筒状体与其它构件连接的场合，由于可以对金属芯体进行精密加工，故可以高精度地连接。还有，筒状芯体在工程塑料和预先另外成形的FRP的场合，可以做成增强的用FRP做的筒状体并仍然保持重量轻。
另一方面，本发明的FRP筒状体可做成具有一体成形的支柱部分与从该支柱部分弯曲延伸的横臂部分的用FRP做的弯曲的支柱，此时，弯曲延伸的横臂部分的相对于支柱部分的角度最好在5～120度的范围内。与本发明有关的用FRP做的弯曲的支柱特别适合于支持部分与横臂部分的合计长度为3m以上的长物体。
此用FRP做的弯曲支柱虽然也可只由支柱部分与横臂部分构成，但是，在支柱部分的与横臂相反的一侧的端部，通过设置法兰构件，也可容易地固定在地基及其它安装用的构件上。法兰构件也可与支柱部分构成另外一件，通过粘接与夹紧连接与支柱部分连接而与支柱部分形成一体，还有，也可在接合部分的周围再次配置增强纤维基材，根据本发明进行真空成形。
在与本发明有关的用FRP做的弯曲的支柱的制造方法中，在表面上形成树脂流路的芯材兼树脂扩散介质的周围，配置增强纤维基材，将其放入作为气密材料的具有弯曲的腔的模型内，并使内部成真空状态，然后通过注入树脂，使之朝前述增强纤维基材的表面扩散，同时浸透在增强纤维基材中，使支柱部分与横臂部分成形成一体。
还有，在作为芯体的空心管子的周围配置树脂扩散介质，同时，在其上配置增强纤维基材，并将它们放入具有弯曲的腔的模型内，并使内部成真空状态，然后注入树脂，使其向前述树脂扩散介质的表面上扩散，同时浸透在增强纤维基材中，并且，通过在前述空心管子中施加内压，使支柱部分与横臂部分成形成一体。
在上述这样的与本发明有关的用FRP做的弯曲的支柱中，由于支柱部分与横臂部分是同时用FRP做的，故与过去的用金属做的相比，可大幅度地减轻重量，操纵性优良。由于重量轻，故在施工时不需要大型的重型机械，对基础的强度要求也降低。还有，由于是用FRP做的，本质上没有生锈的问题。再有，由于容易成形，故可以在设置该支柱的地方现场成形，力求通过减少运输费用而降低成本。
再有，由于不仅是支柱部分，即使是从其弯曲延伸的横臂也大幅度地减轻重量，故与用金属做的情况相比，自重挠度可减小，可将横臂的长度做成大的。还有，与用金属做的相比，用FRP做的弯曲的支柱由于在吸收冲击的能力方面优越，故在汽车冲撞的场合，可减小汽车的损场，而且可减小对乘车人员的影响。
这样，通过与本发明有关的前述制造方法，具有从未有过的优越特性的用FRP做的弯曲支柱可以容易而确实地并且是廉价地制造。
还有，在本发明中，可采用沿圆周方向分割成两个以上的物体作为芯体，并将所得到的沿圆周方向分割成两个以上的分割构件做成一体化，做成大型的用FRP做的筒状体。
就上述分割构件彼此间的接合而言，采用各种形式。例如，可以做成这样的结构，即在邻接的分割构件的相对的端面上形成台阶，同时在相对的端面之间插入接合构件，通过接合构件与台阶部分的嵌合，使分割构件彼此接合。
还有，也可做成这样的构造，即在邻接的分割构件的相对的端面上，形成凹部，在两凹部中嵌合接合构件，同时，使相对的端面彼此对接。
再有，也可做成这样的构造，即在邻接的分割构件的相对端面上，形成相互嵌合的凹凸部分，使端面彼此直接接合。
分割构件自身虽然也可以做成FRP单片板结构，但是，为了一面保持整个重量轻，一面使筒状体有高的强度和刚度，前述分割部件最好做成在心材(兼树脂扩散介质)的两面上配置FRP外板层的夹层结构。
用FRP做的筒状体的筒部并不限于圆筒状的形状，也可以是圆锥形，也可以是横截面为三角形、四角形和多角形的筒状体。在具有横载面为圆形或椭圆形的筒部的场合，最好用圆弧状构件构成分割构件，而在具有横截面为三角形、四角形和多角形的筒部的场合，则最好用析板状的嵌板构成分割构件，该嵌板为将平板状物或平板组合成L字形或コ字形而成。
在将分割构件做成一体化的场合，分割构件的数目可以是两个以上，但最好根据最终形成的筒部的外径决定分割的数目。最好是外径越大，分割的数目越多，由此，由于每个分割构件做成小的，故成形变得容易。
这样一来，在用沿周向按两个以上分割而成的构件构成筒状体的筒部的场合，在外径为3m以上的大型筒部中，每个分割部件的尺寸变小。因此，通过采取适当的分割数目，各个分割构件成为接近比较平面的小构件，故使成形、成形时的增强纤维的配置和叠层都大大地容易。还有，不需要使用大型的成形模型，可以进一步降低制造成本。
还有，由于分割构件彼此可通过接合构件与端面的彼此嵌合而接合，故可以进行在现场的接合和装配。因此，在搬运到现场时，可以用小型的各个分割构件，故搬运容易而且价格低廉。
再有，由于采取大的分割数目，故过去实质上不能制造的外径10m以上的大型的用FRP做的筒状体的制造成为可能。
下面一面参照附图，一面说明本发明的受欢迎的实施形式。
图1示出与本发明的一个实施形式有关的FRP筒状体。在本实施形式中，FRP筒状体1由筒状芯体2、在其外周上配置的FRP层3和放置在筒状芯体2与FRP层3之间的树脂扩散介质4组成，筒状芯体2与FRP层3通过树脂做成一体化。
筒状芯体2用树脂做还是用FRP做都可以。树脂扩散介质4例如用网状体做成，能在成形时使树脂向表面方向扩散，同时浸透在增强纤维基材中。
因此，这样的FRP筒状体1可例如如图2所示被制造。也就是说，其方法为，在筒状芯体2的外周上配置树脂扩散介质4，在其外周上配置增强纤维基材5，然后整个用气密材料6(例如袋膜)覆盖以后，抽吸用气密材料覆盖的内部，成为真空状态(减压状态)，再将树脂注入，并使之向树脂扩散介质4的表面方向扩散，同时浸透在增强纤维基材5中，在此方法中，在浸透以后，使树脂硬化，将FRP层3与筒状芯体2做成一体。筒状芯体2仍然作为FRP筒状体1的一部分而一体地被保留。
也可以不用上述网状体做成的树脂扩散介质4，而是在筒状芯体2的外周上形成扩散树脂用的槽，并赋予该槽以树脂扩散介质的功能。例如，如图3所示，在筒状芯体11的外周上，刻有沿纵向延伸的大槽12和沿周向延伸的小槽13，做成筒状芯体兼树脂扩散介质，并从大槽12的端部注入树脂，使树脂一方面扩散，一方面浸透在增强纤维基材中。
还有，在本发明中，可以将FRP筒状体的FRP含有层做成具有夹层结构的物体。例如，如图4所示，将在筒状芯体21的外周上配置的FRP含有层22构造成在筒状的心材23的内外两面上配置FRP层24a、24b的夹心结构，并通过树脂将此FRP层22与筒状芯体21构造成一体化的结构。在FRP层22与筒状芯体21之间，也可介以前述那种树脂扩散介质，而在筒状芯体21的外周上，也可刻出扩散树脂用的槽，作为筒状芯体兼树脂扩散介质。
另一方面，在心材23中，最好例如如图5所示，刻出扩散树脂用的槽，作为心材兼树脂扩散介质。在图5所示的例子中，在心材23的外表面上，刻有沿纵向延伸的大槽25与沿周向延伸的小槽26，树脂从大槽25的端部注入，一面扩散，一面浸透在增强纤维基材中。这样的槽24、25，在构成图4那样的夹层结构的场合，最好也设在心材23的内表面上。还有，为了容易形成刻有槽的心材，也可以沿周向分割。
上述大槽25虽然在圆周上至少在一个地方有，最好在反对侧还在另一个地方有，但是随着直径加大，可以增加。虽然在最底部设置的上述大槽25可用作树脂注入管路，但是，在其以外设置的大槽，也可根据情况作为兼用，用作真空抽吸管路。
还有，具有这样的夹层结构的FRP层22的FRP筒状体27也可用与前述相同的方法制造。例如如图6所示，其方法为，在筒状芯体21的外周上，按次序配置第一增强纤维基材28a、在内外表面上具有用于扩散树脂的槽的筒状心材兼树脂扩散介质23和第二增强纤维基材28b，用气密材料29将整个覆盖，然后使被气密材料29覆盖的内部成真空状态，从大槽25的端部注入树脂，使其一面扩散，一面浸透在增强纤维基材28a、28b中，在此方法中，使浸透后的树脂硬化，将FRP层22与筒状芯体21做成一体化。
还有，在图1、2、4、6中，也可通过在筒状芯体与(第一)增强纤维基材之间介入由可能产生分型的织布(所示图中略去)做成的分型材料，在FRP成形后使该筒状芯体从FRP筒状成形体脱芯，由此，与前述将筒状芯体与FRP做成一体化的物体相比，进一步实现重量减轻。
图7示出与本发明的一个实施形式有关的用FRP做的弯曲的支柱31。用FRP做的弯曲的支柱31具有支柱部分32和从该支柱部分32的上端弯曲并倾斜地延伸的横臂33，此支柱部分32与横臂33一体地成形。
虽然保留以上结构并完成与本发明有关的用FRP做的弯曲的支柱31的结构，但是，由于在现实中有很多在地基上安装施工的场合，故如图7的用双点划线所示的那样，在支柱部分32的与横臂的相反侧的端部，也就是本实施形式中的支柱部分32的下端，最好设置装在地基上的用于固定的法兰构件34。
此法兰构件34，例如如图8所示，可做成使法兰构件34与支柱部分32分别形成，并通过粘接和夹紧连接将此法兰构件34接合在支柱部分32上。单独构成的法兰构件34可以采用例如FRP的单独成形品和不锈钢等不腐烂的金属形成，并可根据情况，做成FRP与金属的混合物而形成。
还有，法兰构件也可与支柱部分32一体地成形。例如，如图9所示，在支柱部分32的下端，用FRP做成的法兰部分34a可与支柱部分32一体地成形。在此情况下，不需要通过粘接与夹紧连接的接合，而且，作为与支柱部分32连接而成的FRP成形体，还可确保法兰部分34a有十分高的强度与刚度。
这样的用FRP做的弯曲支柱31即使是3m以上的长物体，也可通过后述那样的制造方法容易而且廉价地制造。与过去的用金属做的物体相比，用FRP做的弯曲的支柱31非常轻，即使是3m以上的长物体，也操纵性优良，在施工时不需要大型的重型机械。还有，由于整个支柱的重量大幅度减轻，故作用在地基上的负荷也减小，对地基的强度要求也降低。
就支柱本身而言，根据使用目的，可通过适当设定增强纤维的种类与含有率、树脂的种类等而确保有十分高的强度与刚度。还有，由于重量轻，故自重挠度极小，容易实现长的支柱。再有，由于是用FRP做的，故基本上没有生锈的问题。还有，用与金属做的物体相比，吸收冲击的能力优越，对于汽车的冲撞起着有利的作用。
具有上述那种优越的特性的用FRP做的弯曲的支柱31，作为代表，可通过前述的与本发明有关的两种制造方法的任一种容易而且廉价地制造。也可以将法兰构件做成另一件，接合在成形后的用FRP做的弯曲的支柱的支柱部分上，也可以将模型的形状做成包含法兰构件的形状，与上述支柱部分一体地成形。通过上述任一种方法，也可以容易一体地成形形状给定的用FRP做的弯曲的支柱，尽管是长的物体，也能简单而且廉价地制造。
虽然与本发明有关的用FRP做的支柱的用途并没有特别的限制，但是较适合于例如汽车库的支柱和广告、道路标牌等的显示板的支柱，支承加汽油站等中那样的屋顶构件的支柱，房檐与阳台的支柱等。
图10示出与本发明的另一实施形式有关的用FRP做的筒状体41的筒部的横截面。此用FRP做的筒状体41的筒部42的外径在3m以上，它作为沿其周向分割成2个以上(图中所示例子为分割成4个)的构件43的接合体构成。各个分割构件43做成圆弧状的构件，相互邻接的分割构件43彼此通过在其间介入的接合构件44接合成一体。
在邻接的分割构件43的相对的端面上形成凹凸状的台阶45，在接合构件44的两个端面上也形成凹凸状的台阶46，分割构件43这一边的台阶45与接合构件44这一边的台阶46相互嵌合。在接合构件44嵌合以后，用粘接等固定，分割构件43、接合构件44、分割构件43沿周向连续地而且一体地接合。
此接合构件44与分割构件43是分别成形的，虽然其材料也可以是金属和其它材料，但是，为了保证整个筒状体的重量轻，还有，为了确保与分割构件43有良好的接合性能，故最好用与分割构件43相同的FRP做成。
在分割部件彼此接合成一体时，也可采用上述以外的构造。例如如图11所示，可做成这样的结构，即在相互邻接的分割构件53的相对端面54上，分别形成凹部55，在两凹部55内嵌合平板状接合构件56，同时，使相对的端面54彼此对接。
还有，如图12所示，可做成这样的结构，即将相互邻接的分割构件63的相对端面64做成相互嵌合的凹凸部分，不通过接合构件直接彼此接合该端面64。
还有，分割构件自身虽然也可以做成FRP的单片板结构，但是，根据重量轻、强度、刚度都满足这一点，它最好是FRP外板间配置心材的夹层结构。
例如最好是如图13所示，心材71的两面配置FRP外板72a、72b的夹层结构的分割部件73。在这样的夹层结构中，可根据需要，以适当的间隔在适当的位置上设置加强筋74。通过加强筋74，可进一步提高强度和刚度，同时提高形态保持性。作为加强筋74的材料，虽然也可以是木材和金属，但是，如果考虑与FRP外板72a、72b的一体成形性和接合性，最好是仍然用FRP做成。作为心材71的材料，可以采用木材与发泡体，但是从重量轻这一点，最好是比重小的发泡体。尤其是，通过这样的心材71的使用，可提高隔热性。
与本发明有关的用FRP做的筒状体的筒部的形状不限于筒状体，可采用任何形状的物体。可采用前述图10所示那种圆筒形状以外的构造，例如图14所示的那种截锥形状的筒部81、图15所示的那种母线进一步为曲线的截锥形状的筒部82、图16所示的那种横截面为四角形的筒部83、图17所示的那种横截面为六角形的筒部84、图18所示的那种横截面为八角形的筒部85等构造。
还有，根据上述那些筒部的各种形状，也可自由改变各分割部件的形状。与图10所示的、断面形状实质上由一定的圆弧形构件做成的分割构件43相反，例如在图14与图15所示的筒部81、82的场合，一方面是圆弧状的构件，一方面做成其截面形状连续地变化。还有，在图1 6至图18所示的筒部83、84、85的场合，一方面将各分割构件做成一块平板状的形状，一方面做成L字形与コ字形的嵌板状构件。
这样，在将构成筒部的构件沿周向分割成多个构件的场合，可将各分割构件做成小的，成形变成简单的，在实际中容易而且廉价地制造外径3m以上的大型的用FRP做的筒状体41。
还有，通过采用如图10～图12所示的分割构件的彼此接合的结构，还可进行在现场的接合、装配。
再有，即使整个筒状体为大型的，由于各分割构件可以做成小形的，故就分割构件自身的形状而言，实质上没有成形方面的制约，可以容易而且自由地制造如图14～图18所示的各种形状的筒状体，可以力求扩大用途。
作为上述那些FRP筒状体中的FRP层的增强纤维，最好单独或混合使用碳素纤维的单向材料、织物、垫子、线股和玻璃纤维的单向材料、织物、垫子、编绳等。特别是，为了最大限度地发挥减轻重量的效果，最好使用碳素纤维。而且，虽然其碳素纤维在一根碳素纤维线中的丝数不是通常用的不到10000根，而是10000～30000根的范围、最好是50000～150000根的范围内的短麻状的碳素纤维线，但是，就树脂的浸透性、作为增强纤维基材的操纵性进而是增强纤维基材的经济性而言，碳素纤维都比较优越，因此是理想的。还有，如果在FRP筒状体的表面配置碳素纤维的织物，则可提高表面的图案创意性，这是更理想的。还有，根据需要，或根据所要求的机械特性，做成将增强纤维层叠层或多层的增强纤维基材，在其增强纤维基材中浸透树脂。在叠层的增强纤维层中，可以适当地叠层朝一个方向拉齐的纤维层和织物层，而其纤维的取向则可根据所要求的强度方向适当地选择。
作为FRP的树脂，根据成形性、价格等，最好是环氧树脂、不饱和聚酯、酚、乙烯树脂等热固性树脂。但是，也可使用尼龙与ABS树脂等热塑性树脂，以及热固性树脂与热塑性树脂的混合树脂。
作为心材，可以用发泡体与木材等，但从重量轻方面，最好是发泡体。作为发泡体的材料，采用聚胺酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、PVC(聚氯乙烯)、硅酮等，其比重最好在0.02至0.2之间选择。可根据FRP筒状体的要求特性、所用的树脂的种类选择心材的材料、比重。如果采用比重不到0.02之物，则有不能得到充分的强度的担心。还有，如果比重超过0.2，虽然强度变高，但是重量加大，变成与所谓的重量减轻的目的相反。
作为这种与本发明有关的用FRP做的筒状体的用途，向例如大型容器以外的排气管道(烟筒、高速道路隧道内的排气管道等)、冷却塔容器、筒仓、水路挡板、广播塔、天线杆、游园地的回转圆筒体、路灯支柱等发展。
如上所述，根据本发明的FRP筒状体及其制造方法，就没有长度与直径的实质上的限制，容易而且廉价地成形长的、直径大的FRP筒状体。还有，由于不需要特别的成形装置，故可以从这方面容易而且廉价地制造所要求的FRP筒状体。
还有，本发明的用FRP做的弯曲的支柱的重量轻，操纵性良好，施工时不需要大型的重型机械，可以降低地基的强度，实质上没有生锈的问题，而且，自重挠度小，横臂的长度容易做成大的，而且，对于汽车的冲撞等能发挥优越的冲击吸收能力，能实现具有过去的用金属做的物品所没有的极优越的特性的支柱。
再有，如果用多个周向分割构件构成筒部，则各分割部件的成形变得容易，能容易而且廉价地制造3m以上进而是10m以上的大型用FRP做的筒状体。还有，不需要大型的成形模型，在这一方面，也可以力求制造容易，制造成本低。再有，通过采用如图10～图12所示的分割构件的彼此接合的结构，容易进行在现场的接合与组装。还有，由于各分割构件做成小型的，故在搬运时也容易而且廉价。

Claims (33)

1.玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征为，在圆筒状芯体的外周或内周、或实心的芯体的外周上配置树脂扩散介质及增强纤维基材，至少在用气密性材料覆盖该树脂扩散介质及增强纤维基材后使用气密性材料覆盖的内部成为真空，将树脂注入并使之向树脂扩散介质的表面方向扩散，同时，浸透在增强纤维基材中。
2.如权利要求1的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它采用在表面上有槽的树脂扩散介质。
3.如权利要求2的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它的扩散树脂用的槽做成沿筒状体的纵向延伸的大槽和沿周向管伸的小槽。
4.如权利要求1的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它用网状物作为树脂扩散介质。
5.如权利要求1的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它在树脂扩散介质的内外两面都配置增强纤维基材。
6.如权利要求1的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它大体水平地配置芯体、树脂扩散介质与增强纤维基材，在大致最顶部设置沿纵向延伸的真空抽吸管路，在大致最底部设置树脂注入管路。
7.如权利要求6的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它同时设置多个真空抽吸管路和/或树脂注入管路。
8.如权利要求6或7的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，除了在最顶部以外，它在最顶部与最底部的中间部分也设置真空抽吸管路。
9.如权利要求6或7的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它将设置在中间部分的真空抽吸管路兼用作树脂注入管路。
10.如权利要求3的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它将沿纵向延伸的大槽兼用作真空抽吸管路。
11.如权利要求1或5的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它在有张力的情况下沿芯体和/或树脂扩散介质的外周缠绕织物状的增强纤维基材。
12.如权利要求1的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征为，在芯体与增强纤维基材之间配置具有分型性的材料，在FRP成形后，将芯体从用FRP做的筒状体剥离。
13.如权利要求1的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征为，用空心管子作为芯体，在其周围配置树脂扩散介质与增强纤维基材，采用具有弯曲的腔的模型作为气密材料，使其内部成为真空状态而使空心管子膨胀，以后，将树脂注入，并通过树脂扩散介质被浸透在增强纤维基材中，以一体地成形笔直的部分与弯曲的部分。
14.如权利要求13的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征在于，它在空心管子中施以内压。
15.如权利要求1的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征为，芯体为沿圆周方向分割成两个以上的物体，将所得到的沿圆周方向分割成两个以上的用FRP做的筒状体做成一体。
16.如权利要求15的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征为，通过沿圆周方向分割成两个以上的用FRP做的筒状体的端面的彼此嵌合而做成一体。
17.如权利要求15的玻璃纤维增强塑料制筒状体的制造方法，其特征为，通过在沿圆周方向分割成两个以上的用FRP做的筒状体的端面间设置的接合构件而做成一体。
18.玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征为，玻璃纤维增强塑料层与树脂扩散介质同心地做成一体。
19.如权利要求18的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，它在内层具有芯体。
20.如权利要求19的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其树脂扩散介质介于芯体与FRP层之间。
21.如权利要求18的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，它具有在树脂扩散介质的内外两面配置FRP层的夹层结构。
22.如权利要求18的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其树脂扩散介质具有扩散树脂用的槽。
23.如权利要求18的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，它具有笔直的部分与弯曲的部分。
24.如权利要求23的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其长度总共为3m以上。
25.如权利要求23的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，它在端部上设有法兰。
26.如权利要求25的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其法兰与用FRP做的筒状体一体成形。
27.玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，它用沿周向分割成两个以上的分割构件做成，该分割构件彼此接合成一体。
28.如权利要求27的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其FRP层与树脂扩散介质同心地做成一体。
29.如权利要求27的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其直径为3m以上。
30.如权利要求27的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，在其邻接的分割构件的相对端面上形成相互嵌合的凹凸部分，端面彼此直接接合。
31.如权利要求27的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，该分割构件通过接合构件接合成一体。
32.如权利要求27的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其分割构件用圆弧形构件做成。
33.如权利要求27的玻璃纤维增强塑料制筒状体，其特征在于，其分割构件用平板状或折板状嵌板构件做成。
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