JP2002179339A - 巻 芯 - Google Patents

巻 芯

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JP2002179339A
JP2002179339A JP2000384140A JP2000384140A JP2002179339A JP 2002179339 A JP2002179339 A JP 2002179339A JP 2000384140 A JP2000384140 A JP 2000384140A JP 2000384140 A JP2000384140 A JP 2000384140A JP 2002179339 A JP2002179339 A JP 2002179339A
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JP
Japan
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core
outer periphery
thermoplastic resin
chucking
winding
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Pending
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JP2000384140A
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English (en)
Inventor
Shigehiro Matsuno
繁宏 松野
Akio Ota
明夫 太田
Hideaki Tomari
英昭 泊
Haruo Fujita
治生 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SANWA SHOKO KK
Ube Exsymo Co Ltd
Original Assignee
SANWA SHOKO KK
Ube Nitto Kasei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度、耐久性、耐水性、および耐熱性に優れ
る上に軽量で扱いやすく、ほぼ100%リサイクルが可
能であり、かつ、チャッキングを確実なものとする巻芯
を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなりその内周面にチャ
ッキングと嵌合しうる凹凸形状11aを有する中芯11
と、補強繊維を熱硬化性樹脂で一体に結着してなり前記
中芯11外周を被覆する中間層12と、該中間層12を
被覆し熱可塑性樹脂よりなる外層13との3層から構成
される繊維強化中空構造体から巻芯10を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックフィ
ルム、食品用発泡PSシート、スパンボンド不織布、な
らびにガラス繊維などの各種材料の巻き取りに使用され
る巻芯に関し、特に係る巻芯が、熱可塑性樹脂からなる
中芯と、前記中芯外周を被覆し補強繊維を熱硬化性樹脂
で一体に結着してなるFRP層と、該FRP層を被覆し
熱可塑性樹脂よりなる外層とより構成される繊維強化中
空構造体からなるものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、食品用発泡PSシート、プリント
基板用ガラス繊維クロス、及びスパンボンド不織布など
の巻き取りに長さ0.5〜4m、外径φ45〜100mm
程度の紙管、あるいは強化プラスチック管、樹脂管、金
属管等が巻芯として使用されている。前記紙管は適宜厚
の紙材を加工して管状に加工したものであり、製造コス
トが低廉であることや重量が軽く扱いやすい点で古くか
ら使用されてきた。また、強化プラスチック管はマンド
レルに巻き付けて成形するいわゆるフィラメントワイン
ディング法や、引き抜き成形法により製造されるもので
あり、適宜な強度を備えるため数十回以上繰り返し使用
できる特性を備える。一方、紙管等以外にステンレス管
やPVC管等が使用されることもある。
【0003】工業的な観点から言えば、巻き取り対象で
あるフィルムやシート類を可能な限り広幅で長尺化して
製造することで生産コストの低減を図りたいのが普通で
あるから、上述の巻芯としてもこの要請に合わせて長尺
なものが増えてくる傾向にある。こうなると巻芯自体の
強度、耐久性あるいはリサイクル性に着目がされるよう
になり、各種の措置が模索されている。特に平成12年
4月より容器包装リサイクル法が施工され、包装容器類
のリサイクル使用が義務づけられたためその点での関心
は高まっていると言える。紙管等については分別収集義
務対象外であるが、いずれ関連品目としてリサイクル対
象となるものと考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】係る状況下において、
前記紙管は元来備える耐久性、耐水性が低いため1〜6
回程度使用して焼却処分されておりリサイクルの試みは
ほとんど進んでいない。特に食品容器向けPSシートの
巻芯に使用する紙管においては、耐水性が十分でないた
め、殺菌、洗浄等の衛生管理が不完全となり、一回使用
のみで廃棄するしか方法がないのが現状である。一方、
FRPなどの強化プラスチック製の巻芯は曲げ剛性とと
もに耐熱性等に優れるため数十回以上繰り返し使用で
き、使用後廃棄を前提とすればその廃棄量は紙管に比し
て大幅に抑制できるものと考えられる。だが、被覆のな
いFRP製の巻芯は一度摩耗が進行すれば補強繊維たる
ガラス繊維の浮き出しが早期に生じて性状低下を招きや
すく、それほど長期の使用は期待できない問題を抱えて
いる。
【0005】また上記FRP製巻芯を製法の点からみれ
ば、フィラメントワインディング法で形成する場合、そ
の工程から生産効率が低く製造コストが高くなる。他
方、引き抜き成形法においてはその生産性は良好だが、
管の長手方向のみが強化繊維で補強され円周方向が強化
されないことが多いため圧縮強度に劣るといった問題も
ある。加えて、リサイクルという観点から見ると、使用
不能となった強化プラスチック製巻芯は微粉砕して原材
料に戻す方法がとられるが、例えばマトリックス樹脂に
戻す場合、せいぜい20部程度の添加が限界で、原材料
として戻せる量が限られてしまう。つまり従来のいずれ
の巻芯も強度・耐久性、コストおよびリサイクルの両面
で課題が存在していたのである。
【0006】そして、使用時における従来巻芯の問題点
に目を転ずると、前記の各種巻芯はその内空に巻芯シャ
フト等のチャッキング器具を挿通・圧接させた上で回転
使用されることになるが、そのチャッキングに関しても
問題が存在した。紙管の場合、その低寿命は実際には内
面の摩耗により左右され、係る摩耗が生じることで真円
保持不能、チャッキング不能となり早期に使用不可とな
る場合が多い。一方強化プラスチック管の場合、前記紙
管を構成する紙よりもプラスチック材の表面は平滑で滑
りやすいため、十分なチャッキングが確保できず空転を
生じる場合があった。この空転防止に対して種々の措置
が講じられてきたが、結局はその構造が複雑となって製
造コストの高騰や扱いにくさを招くこととなっていた。
【0007】そこで、本発明はこのような従来の課題に
着目してなされたもので、強度、耐久性、耐水性、およ
び耐熱性に優れる上に軽量で扱いやすく、ほぼ100%
リサイクルが可能であり、かつ、チャッキングを確実な
ものとする巻芯を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたもので、第1の発明はプラスチッ
クフィルム、不織布、或いはガラス繊維などといった各
種材料をその外周に巻回させて巻き取る巻芯であって、
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、FRPなどのプラスチッ
ク単体からなり、その内周面にチャッキングと嵌合しう
る凹凸形状を有することを特徴とする。
【0009】第2の発明はプラスチックフィルム、不織
布、或いはガラス繊維などといった各種材料をその外周
に巻回させて巻き取る巻芯であって、FRPからなりそ
の内周面にチャッキングと嵌合しうる凹凸形状を有する
中芯と、熱可塑性樹脂からなり前記中芯外周を被覆する
外層とから構成されることを特徴とする。
【0010】第3の発明はプラスチックフィルム、不織
布、或いはガラス繊維などといった各種材料をその外周
に巻回させて巻き取る巻芯であって、熱可塑性樹脂から
なりその内周面にチャッキングと嵌合しうる凹凸形状を
有する中芯と、補強繊維を熱硬化性樹脂で一体に結着し
てなり前記中芯外周を被覆する外層との2層から構成さ
れる繊維強化中空構造体からなることを特徴とする。
【0011】第4の発明はプラスチックフィルム、不織
布、或いはガラス繊維などといった各種材料をその外周
に巻回させて巻き取る巻芯であって、熱可塑性樹脂から
なりその内周面にチャッキングと嵌合しうる凹凸形状を
有する中芯と、補強繊維を熱硬化性樹脂で一体に結着し
てなり前記中芯外周を被覆する中間層と、該中間層を被
覆し熱可塑性樹脂よりなる外層との3層から構成される
繊維強化中空構造体からなることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は
本発明のプラスチック単体からなる巻芯を示す説明図で
あり、(a)は1/4断面図、(b)は外観図である。
図に示した巻芯10はプラスチックフィルム、不織布、
或いはガラス繊維などといった各種材料をその外周に巻
回させて巻き取る巻芯であって、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、FRPなどのプラスチック単体からなるもので
ある。形状寸法としては、外径84mm、内径76mmで、
その内空面に巾15mm、高さ2mmの凸部10aを8本有
する。この実施例における巻芯10は、プラスチック単
体を構成する材料によりその使用特性が変化するため、
剛性やチャッキング性といった各着目点に応じて素材を
使い分けることも可能である。また、図2は本発明のF
RPからなる中芯と、熱可塑性樹脂からなり前記中芯外
周を被覆する外層とから構成された巻芯の1/4断面図
である。ここに示した巻芯10は、FRPからなりその
内周面にチャッキングと嵌合しうる凹凸形状を有する中
芯11と、熱可塑性樹脂からなり前記中芯11外周を被
覆する外層13とから構成されるものである。
【0013】図3は熱可塑性樹脂からなる中芯と、FR
Pからなり前記中芯外周を被覆する外層とから構成され
た巻芯を示す説明図であり、(a)は1/4断面図、
(b)は外観図である。また、図4は本発明の熱可塑性
樹脂からなる中芯を用いて構成された繊維強化中空構造
体からなる巻芯の1/4断面図である。ここで、繊維強
化中空構造体とは、ABS樹脂などの熱可塑性樹脂から
なる中芯11と、前記中芯11の外周を被覆しガラス繊
維などの補強繊維をビニエステル樹脂などの熱硬化性樹
脂で一体に結着してなるFRP層12(中間層)と、該
FRP層12を被覆しABS樹脂などの熱可塑性樹脂よ
りなる外層13との三層よりなるものである。或いは中
間層としての前記FRP層12を外層13とした2層構
造であってもよい。ここで熱硬化性樹脂としては、スチ
レン系不飽和ポリエステル樹脂、スチレン系ビニルエス
テル樹脂がコスト、物性のバランスがよく好適に用いら
れる。
【0014】上記のような繊維強化中空構造体をベース
とした巻芯10の製造手順としては、まずABS樹脂を
異形押し出し成形した後、真空サイジングにより中芯1
1を得る。そして次に不飽和ポリエステル樹脂を含浸し
たガラステープを4層互いにオーバーラップさせながら
前記中芯11に縦添えし、不飽和ポリエステル樹脂を含
浸したガラスロービングを中芯11長手方向に配置し被
覆する。これによりFRP層12が形成される。ここ
で、このFRP層12の形成に用いられる補強繊維は中
芯11の長手方向とその直交する方向(或いは45度以
上の角度)とに配設されると好適である。また、実施例
で述べた縦添えにより配設方法以外にも、単に中芯11
表面に巻き付ける方法を採用しても勿論問題ない。
【0015】引き続いて、中芯11を覆った前記FRP
層12を所定形状に絞り成形した後、ABS樹脂を円環
状に被覆し外層13を成すのである。これにより本実施
例においては、外径82mm、内径76mmで、その内空面
に巾15mm、高さ2mmの凸部11aを8本有する中芯1
1が形成され、また、外径87mm、内径81mm、厚み
2.5mmのFRP部12、および厚み1mmの外層13た
るABS被覆を得ることとなった。
【0016】なお、前記中芯11を構成する材料として
は前記のABS樹脂に限らず、例えばPS、AAS、A
ES、およびこれらの変性樹脂、ならびにPPO、PP
E、PSFとその変性樹脂などが使用可能である。なか
でも耐摩耗グレード(摺動グレード)の材を使用すると
より好適である。また、前記中芯11内面に設けられた
凸部11a(あるいはそれら凸部に対する凹部として成
形してもよい)は前述の押し出し成形により中芯11の
長手方向に一様に形成されるもので、スムーズなチャッ
キングのため巻芯シャフト等のチャッキングの凹部幅よ
り狭幅で、かつ角隅がR加工されてなる。
【0017】このような手順を経て形成された巻芯10
を、巾10mmの凸条を交互に千鳥状に8列有するチャッ
キング器具に装填し、使用実験を行った結果、従来巻芯
に発生しがちであった空転もなく良好な装着性を示し
た。また、巾10mm、高さ2mmの凸部を8条有する構造
の中芯11を用いて同様の実験を行っても、良好な機能
を発揮した。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の巻
芯によれば、当該巻芯の元来備える強度、耐久性、耐熱
性等が非常に高いため製品寿命が従来品と比較して格段
に延び経済的に優れた効果を奏する。しかも優れた製品
寿命の面だけでなく、たとえそれが廃棄処分となったと
しても繊維強化中空構造体の特性としてほぼ全量をリサ
イクルに転用することが可能であり、製造の容易さとあ
いまって資源の再循環という点でも廃棄による自然環境
への影響が回避され、省資源、省コスト化が図られる。
【0019】また、本発明のプラスチック巻芯によれ
ば、使用時におけるチャッキングに関しても従来の空転
等の問題は完全に解消され、チャッキング部位に関する
優れた耐摩耗性とチャッキングの確実性、ならびに扱い
やすさといった効果を発揮することとなった。
【0020】しかして、強度、耐久性、耐水性、および
耐熱性に優れる上に軽量で扱いやすく、ほぼ100%リ
サイクルが可能であり、かつ、チャッキングを確実なも
のとする巻芯を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラスチック単体からなる巻芯を示す
説明図であり、(a)は1/4断面図、(b)は外観図
である。
【図2】本発明のFRPからなる中芯と、熱可塑性樹脂
からなり前記中芯外周を被覆する外層とから構成された
巻芯の1/4断面図である。
【図3】本発明の巻芯を構成し熱可塑性樹脂からなる中
芯の第1実施例を示す説明図であり、(a)は1/4断
面図、(b)は外観図である。
【図4】本発明の熱可塑性樹脂からなる中芯を用いて構
成された繊維強化中空構造体からなる巻芯の1/4断面
図である。
【符号の説明】
10 巻芯 11 中芯 11a 溝(凹凸形状) 12 中間層(FRP層) 13 外層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 明夫 東京都中央区東日本橋1−1−7 宇部日 東化成株式会社内 (72)発明者 泊 英昭 愛知県名古屋市中区丸の内1−14−20 三 和商工株式会社内 (72)発明者 藤田 治生 愛知県名古屋市中区丸の内1−14−20 三 和商工株式会社内 Fターム(参考) 3F058 AA02 AA03 AB01 BB11 CA02 CA03 DA04 DB05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチックフィルム、不織布、或いは
    ガラス繊維などといった各種材料をその外周に巻回させ
    て巻き取る巻芯であって、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
    脂、FRPなどのプラスチック単体からなり、その内周
    面にチャッキングと嵌合しうる凹凸形状を有することを
    特徴とする巻芯。
  2. 【請求項2】 プラスチックフィルム、不織布、或いは
    ガラス繊維などといった各種材料をその外周に巻回させ
    て巻き取る巻芯であって、FRPからなりその内周面に
    チャッキングと嵌合しうる凹凸形状を有する中芯と、熱
    可塑性樹脂からなり前記中芯外周を被覆する外層とから
    構成されることを特徴とする巻芯。
  3. 【請求項3】 プラスチックフィルム、不織布、或いは
    ガラス繊維などといった各種材料をその外周に巻回させ
    て巻き取る巻芯であって、熱可塑性樹脂からなりその内
    周面にチャッキングと嵌合しうる凹凸形状を有する中芯
    と、補強繊維を熱硬化性樹脂で一体に結着してなり前記
    中芯外周を被覆する外層との2層から構成される繊維強
    化中空構造体からなることを特徴とする巻芯。
  4. 【請求項4】 プラスチックフィルム、不織布、或いは
    ガラス繊維などといった各種材料をその外周に巻回させ
    て巻き取る巻芯であって、熱可塑性樹脂からなりその内
    周面にチャッキングと嵌合しうる凹凸形状を有する中芯
    と、補強繊維を熱硬化性樹脂で一体に結着してなり前記
    中芯外周を被覆する中間層と、該中間層を被覆し熱可塑
    性樹脂よりなる外層との3層から構成される繊維強化中
    空構造体からなることを特徴とする巻芯。
JP2000384140A 2000-12-18 2000-12-18 巻 芯 Pending JP2002179339A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005082760A1 (en) * 2004-02-25 2005-09-09 Sonoco Development, Inc. Winding core and associated method
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Effective date: 20040924