JP2003028347A - 補強金属管の製造方法 - Google Patents
補強金属管の製造方法Info
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- JP2003028347A JP2003028347A JP2001219400A JP2001219400A JP2003028347A JP 2003028347 A JP2003028347 A JP 2003028347A JP 2001219400 A JP2001219400 A JP 2001219400A JP 2001219400 A JP2001219400 A JP 2001219400A JP 2003028347 A JP2003028347 A JP 2003028347A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 適切な強化繊維の積層方法により、耐食性及
び耐圧性に優れた補強金属管が容易に得られる真空ＲＴ
Ｍ法を用いた製造方法を提供する。 【解決手段】 金属管の周囲に少なくとも電蝕防止層
と、補強層となる炭素繊維織物とを巻き付け、次に炭素
繊維織物の周囲にネット状の樹脂拡散媒体を配設し、全
体をフィルムで覆った後に、フィルム内を大気圧より低
い圧力にして、マトリックス樹脂を注入し硬化せしめる
ことを特徴とする補強金属管の製造方法。
び耐圧性に優れた補強金属管が容易に得られる真空ＲＴ
Ｍ法を用いた製造方法を提供する。 【解決手段】 金属管の周囲に少なくとも電蝕防止層
と、補強層となる炭素繊維織物とを巻き付け、次に炭素
繊維織物の周囲にネット状の樹脂拡散媒体を配設し、全
体をフィルムで覆った後に、フィルム内を大気圧より低
い圧力にして、マトリックス樹脂を注入し硬化せしめる
ことを特徴とする補強金属管の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力を受ける管状
の金属構造物、特に水圧鉄管や工場のパイプラインなど
の金属管を補強する補強金属管の製造方法に関する。
の金属構造物、特に水圧鉄管や工場のパイプラインなど
の金属管を補強する補強金属管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属製、特にスチール製の管状構
造物は水圧鉄管や工場のパイプラインなど種々の用途に
使われている。しかしながら、金属製の管状構造物は耐
食性の点で問題がある。特にスチール製の管では経年に
よる錆の問題は避けられない。表面の錆を防ぐために錆
止め塗装などを施すのが通常であるが、それでも長年月
の経過により、金属が侵されることによって構造物とし
ての強度が徐々に失われていくという問題点があった。
造物は水圧鉄管や工場のパイプラインなど種々の用途に
使われている。しかしながら、金属製の管状構造物は耐
食性の点で問題がある。特にスチール製の管では経年に
よる錆の問題は避けられない。表面の錆を防ぐために錆
止め塗装などを施すのが通常であるが、それでも長年月
の経過により、金属が侵されることによって構造物とし
ての強度が徐々に失われていくという問題点があった。
【０００３】また、管外部からの錆に対して種々対策を
施したとしても、管内部からの浸食の問題が起きる場合
もある。例えば、水圧鉄管では、管内部を砂等を含んだ
水が流れることによって、管内部が摩耗し金属が薄くな
ることによって物性が低下する問題があった。特にこう
いった経年変化により、水圧鉄管として必要とされる耐
圧力の低下は避けられない。
施したとしても、管内部からの浸食の問題が起きる場合
もある。例えば、水圧鉄管では、管内部を砂等を含んだ
水が流れることによって、管内部が摩耗し金属が薄くな
ることによって物性が低下する問題があった。特にこう
いった経年変化により、水圧鉄管として必要とされる耐
圧力の低下は避けられない。
【０００４】上記のような問題点を解決するために、物
性が低下した金属管をＦＲＰで補強する方法が種々考え
られている。
性が低下した金属管をＦＲＰで補強する方法が種々考え
られている。
【０００５】ＦＲＰによる補強の一つの方法として、い
わゆる建築物の耐震補強と同様の方法で強化繊維を用い
てハンドレイアップ法により、金属管の周囲を補強する
方法が提案されている。しかしながら、ハンドレイアッ
プ法は強化繊維の層の１層１層を積層するたびに樹脂を
ローラー等で強化繊維に充分含浸させることが必要であ
り大変手間がかかる方法であるため、特に長い距離の補
強金属管の製造方法としては、作業に膨大な時間を要す
るため適していない。
わゆる建築物の耐震補強と同様の方法で強化繊維を用い
てハンドレイアップ法により、金属管の周囲を補強する
方法が提案されている。しかしながら、ハンドレイアッ
プ法は強化繊維の層の１層１層を積層するたびに樹脂を
ローラー等で強化繊維に充分含浸させることが必要であ
り大変手間がかかる方法であるため、特に長い距離の補
強金属管の製造方法としては、作業に膨大な時間を要す
るため適していない。
【０００６】一方、種々のＦＲＰの成形に真空圧を用い
たＲＴＭ成形法（Vacuum Asisted Resin Transfer Mold
ing：VaRTM法）が用いられてきている。VaRTM法は通常
のＲＴＭ法と異なり、真空圧のみで樹脂を吸引・含浸さ
せるため大型の成形装置を必要としない。また樹脂の含
浸を容易にするために、米国特許 4,902,215号明細書に
示されるような樹脂拡散媒体を用いる手法が提案されて
おり、非常に有用な成形法である。
たＲＴＭ成形法（Vacuum Asisted Resin Transfer Mold
ing：VaRTM法）が用いられてきている。VaRTM法は通常
のＲＴＭ法と異なり、真空圧のみで樹脂を吸引・含浸さ
せるため大型の成形装置を必要としない。また樹脂の含
浸を容易にするために、米国特許 4,902,215号明細書に
示されるような樹脂拡散媒体を用いる手法が提案されて
おり、非常に有用な成形法である。
【０００７】この方法を補強金属管の製造方法として用
いる場合、金属管に強化繊維を巻き付け、その後真空に
して樹脂注入を行う方法が考えられるが、単に強化繊維
を金属管に巻き付けただけでは、硬化後にしわがよるな
どの理由から、所要の補強効果が得られない。
いる場合、金属管に強化繊維を巻き付け、その後真空に
して樹脂注入を行う方法が考えられるが、単に強化繊維
を金属管に巻き付けただけでは、硬化後にしわがよるな
どの理由から、所要の補強効果が得られない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の欠点を改善し、適切な強化繊維の積層方法に
より、耐食性及び耐圧性に優れた補強金属管が容易に得
られるVaRTM法を用いた製造方法を提供することにあ
る。
従来技術の欠点を改善し、適切な強化繊維の積層方法に
より、耐食性及び耐圧性に優れた補強金属管が容易に得
られるVaRTM法を用いた製造方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る補強金属管の製造方法は、金属管の周
囲に少なくとも電蝕防止層と、補強層となる炭素繊維織
物とを巻き付け、次に炭素繊維織物上にネット状の樹脂
拡散媒体を配設し、全体をフィルムで覆った後に、フィ
ルム内を大気圧より低い圧力にして、マトリックス樹脂
を注入し硬化せしめることを特徴とする方法からなる。
に、本発明に係る補強金属管の製造方法は、金属管の周
囲に少なくとも電蝕防止層と、補強層となる炭素繊維織
物とを巻き付け、次に炭素繊維織物上にネット状の樹脂
拡散媒体を配設し、全体をフィルムで覆った後に、フィ
ルム内を大気圧より低い圧力にして、マトリックス樹脂
を注入し硬化せしめることを特徴とする方法からなる。
【００１０】このような補強金属管の製造方法において
は、補強層となる炭素繊維はどんなものであってもよい
が、補強に関し特に炭素繊維の剛性が重要であるため、
使用する炭素繊維の弾性率が、２０，０００ｋｇ／ｍｍ
2 以上であることが好ましい。
は、補強層となる炭素繊維はどんなものであってもよい
が、補強に関し特に炭素繊維の剛性が重要であるため、
使用する炭素繊維の弾性率が、２０，０００ｋｇ／ｍｍ
2 以上であることが好ましい。
【００１１】炭素繊維の形態としては、成形時のレイア
ップの簡易さから考えて織物形状であることが好まし
い。但し周方向での補強効果を最適なものにするために
は、周方向に延びる炭素繊維の量が、周方向と直交する
方向に延びる炭素繊維の量の２倍以上であることが好ま
しい。さらに好ましくは、周方向に延びる炭素繊維のみ
で形成された一方向の織物を使用することである。
ップの簡易さから考えて織物形状であることが好まし
い。但し周方向での補強効果を最適なものにするために
は、周方向に延びる炭素繊維の量が、周方向と直交する
方向に延びる炭素繊維の量の２倍以上であることが好ま
しい。さらに好ましくは、周方向に延びる炭素繊維のみ
で形成された一方向の織物を使用することである。
【００１２】炭素繊維の目付に関してはどんなものであ
ってもよいが、炭素繊維の目付が大きいほど所要の補強
効果をあげるためのレイアップが少なくて済むため好ま
しい。しかし一方では、あまり目付が大きすぎると、織
物が重くなりレイアップ時に問題となる。従って、炭素
繊維織物の目付としては、１００ｇ／ｍ2 から８００ｇ
／ｍ2 の範囲内であるものがもっとも好ましい。
ってもよいが、炭素繊維の目付が大きいほど所要の補強
効果をあげるためのレイアップが少なくて済むため好ま
しい。しかし一方では、あまり目付が大きすぎると、織
物が重くなりレイアップ時に問題となる。従って、炭素
繊維織物の目付としては、１００ｇ／ｍ2 から８００ｇ
／ｍ2 の範囲内であるものがもっとも好ましい。
【００１３】また、炭素繊維を金属管に巻き付ける際に
はある程度の張力を掛けておかないと、樹脂注入を行う
際に大気圧より低い圧力になるため、炭素繊維にしわが
発生する原因となる。従って炭素繊維織物の巻き付け時
には張力を４００ｇ／ｍｍ2から１０ｋｇ／ｍｍ2 の範
囲内で掛けて行うことが好ましい。
はある程度の張力を掛けておかないと、樹脂注入を行う
際に大気圧より低い圧力になるため、炭素繊維にしわが
発生する原因となる。従って炭素繊維織物の巻き付け時
には張力を４００ｇ／ｍｍ2から１０ｋｇ／ｍｍ2 の範
囲内で掛けて行うことが好ましい。
【００１４】一方、マトリックス樹脂については、通常
の環境で用いるためには熱硬化性樹脂であることが好ま
しい。さらに好ましくは耐環境性の優れたビニルエステ
ル樹脂、不飽和ポリエステルなどを用いることが良い。
注入時の樹脂の強化繊維への含浸速度を上げるためには
粘度の低い樹脂を用いることが好ましい。
の環境で用いるためには熱硬化性樹脂であることが好ま
しい。さらに好ましくは耐環境性の優れたビニルエステ
ル樹脂、不飽和ポリエステルなどを用いることが良い。
注入時の樹脂の強化繊維への含浸速度を上げるためには
粘度の低い樹脂を用いることが好ましい。
【００１５】炭素繊維と金属が直接触れることによっ
て、電蝕が起こることが知られている。本発明の補強金
属管の製造方法でも、炭素繊維の補強層と金属管の間に
電蝕防止層を設ける必要がある。電蝕防止層としては、
導電性の低い絶縁層が形成できれば何でもよいが、例え
ば、ガラス繊維の織物またはマットを強化繊維としたＦ
ＲＰが好ましい。ガラスＦＲＰ層については、補強層と
は別途形成する必要はなく、まず初めに金属管にガラス
繊維の織物あるいはマットを巻いて、その後炭素繊維を
巻き付け、樹脂注入を行うことによってガラス繊維層と
炭素繊維層とを同時にＦＲＰとすることが可能である。
て、電蝕が起こることが知られている。本発明の補強金
属管の製造方法でも、炭素繊維の補強層と金属管の間に
電蝕防止層を設ける必要がある。電蝕防止層としては、
導電性の低い絶縁層が形成できれば何でもよいが、例え
ば、ガラス繊維の織物またはマットを強化繊維としたＦ
ＲＰが好ましい。ガラスＦＲＰ層については、補強層と
は別途形成する必要はなく、まず初めに金属管にガラス
繊維の織物あるいはマットを巻いて、その後炭素繊維を
巻き付け、樹脂注入を行うことによってガラス繊維層と
炭素繊維層とを同時にＦＲＰとすることが可能である。
【００１６】樹脂拡散媒体として使用するものとして
は、ネット状のもので有れば何でもよい。例えばプラス
チック製のネットであるとか、ガラス繊維の網目状の織
物であってもよい。しかしながら、樹脂注入の際に炭素
繊維のしわを防止するためには、ある程度の剛性をネッ
トが持つことが好ましく、金属ネットを使用するのが最
も安価かつ性能を満足できる。使用する金属ネットにつ
いては、金属ネットを構成する針金の直径は０．５ｍｍ
以上２ｍｍ以下であり、かつネットのメッシュが１０ｍ
ｍ以下であるものが最も好ましい。
は、ネット状のもので有れば何でもよい。例えばプラス
チック製のネットであるとか、ガラス繊維の網目状の織
物であってもよい。しかしながら、樹脂注入の際に炭素
繊維のしわを防止するためには、ある程度の剛性をネッ
トが持つことが好ましく、金属ネットを使用するのが最
も安価かつ性能を満足できる。使用する金属ネットにつ
いては、金属ネットを構成する針金の直径は０．５ｍｍ
以上２ｍｍ以下であり、かつネットのメッシュが１０ｍ
ｍ以下であるものが最も好ましい。
【００１７】真空にした場合に、強化繊維の金属管円周
方向における余裕のためにしわを生成する力が生じる
が、上記ネット状の樹脂拡散媒体、例えば上記金属ネッ
トによってそれを抑えつける必要がある。従って、金属
ネットは全体でかなりの剛性を持つことが必要となって
くる。金属ネットの剛性はそれを構成する針金と、メッ
シュに依存する。剛性については針金が太ければ太いほ
ど高くなるが、ネットの取り扱い性の問題から、上述の
如く０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下のものが好ましい。一
方、メッシュについては同じ針金を用いる場合は、細か
ければ細かいほど剛性が上がる。上記の太さの範囲の針
金を用いる場合には、１０ｍｍ以下で有れば十分に強化
繊維を抑える力を有するものとなる。
方向における余裕のためにしわを生成する力が生じる
が、上記ネット状の樹脂拡散媒体、例えば上記金属ネッ
トによってそれを抑えつける必要がある。従って、金属
ネットは全体でかなりの剛性を持つことが必要となって
くる。金属ネットの剛性はそれを構成する針金と、メッ
シュに依存する。剛性については針金が太ければ太いほ
ど高くなるが、ネットの取り扱い性の問題から、上述の
如く０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下のものが好ましい。一
方、メッシュについては同じ針金を用いる場合は、細か
ければ細かいほど剛性が上がる。上記の太さの範囲の針
金を用いる場合には、１０ｍｍ以下で有れば十分に強化
繊維を抑える力を有するものとなる。
【００１８】なお、炭素繊維層とネット状の樹脂拡散媒
体（例えば、金属ネット）の間に、ポリエステルあるい
はナイロンのテキスタイルを敷設してもよい。これは樹
脂注入、硬化後にネット状の樹脂拡散媒体を取り外す際
に、容易に取り外すために使用するものである。通常ポ
リエステルあるいはナイロンのテキスタイルは、樹脂と
の接着性が悪いため、樹脂注入及び硬化後にテキスタイ
ルを引き剥がすことにより、ネット状の樹脂拡散媒体を
ＦＲＰから剥がすことが可能である。なお、さらにテキ
スタイルの剥離性を向上させるために、テキスタイル表
面をフッ素加工したものも市販されており、それを用い
ることも出来る。
体（例えば、金属ネット）の間に、ポリエステルあるい
はナイロンのテキスタイルを敷設してもよい。これは樹
脂注入、硬化後にネット状の樹脂拡散媒体を取り外す際
に、容易に取り外すために使用するものである。通常ポ
リエステルあるいはナイロンのテキスタイルは、樹脂と
の接着性が悪いため、樹脂注入及び硬化後にテキスタイ
ルを引き剥がすことにより、ネット状の樹脂拡散媒体を
ＦＲＰから剥がすことが可能である。なお、さらにテキ
スタイルの剥離性を向上させるために、テキスタイル表
面をフッ素加工したものも市販されており、それを用い
ることも出来る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、補強方法の手順に沿って図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明の補強金属管の製造方法を説明
するための中間工程における金属管の横断面図、図２は
図１の補強方法の次の工程を示す横断面図、図３は図２
の工程の状態を斜視図で示したものある。
形態を、補強方法の手順に沿って図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明の補強金属管の製造方法を説明
するための中間工程における金属管の横断面図、図２は
図１の補強方法の次の工程を示す横断面図、図３は図２
の工程の状態を斜視図で示したものある。
【００２０】まず、本発明の補強金属管の製造方法に関
し、図１において、金属管１の外表面に電蝕防止層とな
るガラス繊維２Ａを巻き付け、その上に補強層となる炭
素繊維２Ｂを巻き付ける。さらにその上にネット状の樹
脂拡散媒体３を配置する。
し、図１において、金属管１の外表面に電蝕防止層とな
るガラス繊維２Ａを巻き付け、その上に補強層となる炭
素繊維２Ｂを巻き付ける。さらにその上にネット状の樹
脂拡散媒体３を配置する。
【００２１】炭素繊維２Ｂとしては、繊維のみの積層で
は極めて手間が掛かるため、あらかじめ強化繊維を織物
状にした後に、積層を行う方が効率的である。織物につ
いては必要な剛性の方向によって、炭素繊維を一方向に
引き揃え、横糸として合成繊維を用いたもの、炭素繊維
が二方向（通常０度／９０度）の織物としたものなどを
用いることが出来る。
は極めて手間が掛かるため、あらかじめ強化繊維を織物
状にした後に、積層を行う方が効率的である。織物につ
いては必要な剛性の方向によって、炭素繊維を一方向に
引き揃え、横糸として合成繊維を用いたもの、炭素繊維
が二方向（通常０度／９０度）の織物としたものなどを
用いることが出来る。
【００２２】一方、樹脂拡散媒体３としては、強化繊維
積層後、ネット状のものを円周を取り囲むようにして配
置する。
積層後、ネット状のものを円周を取り囲むようにして配
置する。
【００２３】即ち、図２、図３に示すように、図１で説
明したガラス繊維、炭素繊維からなる積層体２Ａ、２Ｂ
の上に樹脂拡散媒体３を配置し、その周囲を万遍なく囲
う。そして、その外周面にパイプ状の樹脂注入口４Ａ、
４Ｂを樹脂の注入量を考慮して数カ所程度に円周方向に
分割配置し、これら樹脂注入口に対向する位置に真空吸
引口５を配置し、適当な手段で固定する。本実施例にお
いては、図２に示すように、金属管１の方向に樹脂を流
すためのスリット状の開口部を有する断面形状がΩ型の
注入口４Ａ、４Ｂを金属管１の円周方向に位相を９０度
ずつずらしてその軸線が型の軸方向と一致するように計
３本配置し、さらに、その対向位置となる部位に、注入
口４Ａ、４Ｂと同様構成の真空吸引口５を２本近接させ
て、これもその軸線を金属管１の軸方向に一致させて配
置している。樹脂および真空吸引方向は図３の矢印方向
の一方向としたが、樹脂の注入または内部空気の排気量
に応じて注入口４Ａ、４Ｂおよび吸引口５の両方向から
としてもよい。また、注入口４Ａ、４Ｂおよび吸引口５
の断面形状はいずれもΩ型としたが、注入または排気量
に応じて等ピッチまたは不等ピッチの孔をその長手方向
に設けてもよい。最後に全体をフィルム６で覆う。フィ
ルム６としては、内部の注入樹脂の流動状態を確認する
ため、透明フィルムを用いるのが好ましい。
明したガラス繊維、炭素繊維からなる積層体２Ａ、２Ｂ
の上に樹脂拡散媒体３を配置し、その周囲を万遍なく囲
う。そして、その外周面にパイプ状の樹脂注入口４Ａ、
４Ｂを樹脂の注入量を考慮して数カ所程度に円周方向に
分割配置し、これら樹脂注入口に対向する位置に真空吸
引口５を配置し、適当な手段で固定する。本実施例にお
いては、図２に示すように、金属管１の方向に樹脂を流
すためのスリット状の開口部を有する断面形状がΩ型の
注入口４Ａ、４Ｂを金属管１の円周方向に位相を９０度
ずつずらしてその軸線が型の軸方向と一致するように計
３本配置し、さらに、その対向位置となる部位に、注入
口４Ａ、４Ｂと同様構成の真空吸引口５を２本近接させ
て、これもその軸線を金属管１の軸方向に一致させて配
置している。樹脂および真空吸引方向は図３の矢印方向
の一方向としたが、樹脂の注入または内部空気の排気量
に応じて注入口４Ａ、４Ｂおよび吸引口５の両方向から
としてもよい。また、注入口４Ａ、４Ｂおよび吸引口５
の断面形状はいずれもΩ型としたが、注入または排気量
に応じて等ピッチまたは不等ピッチの孔をその長手方向
に設けてもよい。最後に全体をフィルム６で覆う。フィ
ルム６としては、内部の注入樹脂の流動状態を確認する
ため、透明フィルムを用いるのが好ましい。
【００２４】以上にて、本発明における成形準備が終了
すると、次に示す成形工程を実施する。なお、以下のも
のは一例であってこれに限定されるものではない。
すると、次に示す成形工程を実施する。なお、以下のも
のは一例であってこれに限定されるものではない。
【００２５】真空吸引口５から図示しないホースをフ
ィルム６外に引き出して、図示しない真空ポンプに繋
ぎ、フィルム６内を大気圧よりも低い０．６torr以下の
気圧に設定する。
ィルム６外に引き出して、図示しない真空ポンプに繋
ぎ、フィルム６内を大気圧よりも低い０．６torr以下の
気圧に設定する。
【００２６】樹脂注入口４Ａ、４Ｂからホースをフィ
ルム６外に引き出して、図示しない樹脂タンクと繋ぐ。
このとき、あらかじめホースはピンチコックなどで閉め
ておく。
ルム６外に引き出して、図示しない樹脂タンクと繋ぐ。
このとき、あらかじめホースはピンチコックなどで閉め
ておく。
【００２７】フィルム６内が十分低い気圧になった
後、まず樹脂注入口４Ａに繋がるホースのコックを開け
て樹脂注入を開始する。この場合、樹脂は樹脂拡散媒体
３の中を流れてまず円周方向に拡散し、その後強化繊維
層２Ａ、２Ｂの内部に順次含浸してゆく。図３に示すよ
うにフィルム６に透明フィルムが用いられているので、
注入樹脂が金属管１の円周および長手の両方向に均一に
流動している様子が容易に確認できる。
後、まず樹脂注入口４Ａに繋がるホースのコックを開け
て樹脂注入を開始する。この場合、樹脂は樹脂拡散媒体
３の中を流れてまず円周方向に拡散し、その後強化繊維
層２Ａ、２Ｂの内部に順次含浸してゆく。図３に示すよ
うにフィルム６に透明フィルムが用いられているので、
注入樹脂が金属管１の円周および長手の両方向に均一に
流動している様子が容易に確認できる。
【００２８】金属ネット３の内部を流れる樹脂が、位
相を９０度ずらした２本の次の樹脂注入口４Ｂの注入ス
リットにまで到達したら、樹脂注入口４Ｂに繋がるホー
スのコックを開ける。
相を９０度ずらした２本の次の樹脂注入口４Ｂの注入ス
リットにまで到達したら、樹脂注入口４Ｂに繋がるホー
スのコックを開ける。
【００２９】樹脂が金属管１の円周方向および長手方
向に吸引され、真空吸引口５まで達したら、吸引を中止
する。
向に吸引され、真空吸引口５まで達したら、吸引を中止
する。
【００３０】樹脂の含浸を確認した後、通常操作によ
り、樹脂を硬化させる。
り、樹脂を硬化させる。
【００３１】樹脂が硬化した後、真空ポンプを切り、
フィルム６を取り去って補強された金属管を得る。
フィルム６を取り去って補強された金属管を得る。
【００３２】以上にて本発明における金属管の補強工程
は終了するが、上記成形方法の中で真空吸引口５あるい
は樹脂注入口４の数やその大きさ、形状などについて
は、金属管の大きさによって、数を変化させることが好
ましい。直径の大きい金属管１を補強する際には、真空
吸引口及び樹脂注入口の数を増やして、適切な真空度、
及び樹脂供給量を保つことが必要である。例えば、強化
繊維２Ａ、２Ｂの積層厚みにもよるが、金属管１の円周
方向の５０ｃｍから１ｍ間隔で樹脂注入口４Ａ、４Ｂを
設けることが好ましい。
は終了するが、上記成形方法の中で真空吸引口５あるい
は樹脂注入口４の数やその大きさ、形状などについて
は、金属管の大きさによって、数を変化させることが好
ましい。直径の大きい金属管１を補強する際には、真空
吸引口及び樹脂注入口の数を増やして、適切な真空度、
及び樹脂供給量を保つことが必要である。例えば、強化
繊維２Ａ、２Ｂの積層厚みにもよるが、金属管１の円周
方向の５０ｃｍから１ｍ間隔で樹脂注入口４Ａ、４Ｂを
設けることが好ましい。
【００３３】また、フィルム６内の気圧は大気圧より低
い気圧で有れば、その圧力差によって樹脂を含浸させる
ことが可能であるが、樹脂の含浸速度を上げ、成形効率
を高めるためには、フィルム内の気圧は０．６torr以下
に設定するのが好ましい。
い気圧で有れば、その圧力差によって樹脂を含浸させる
ことが可能であるが、樹脂の含浸速度を上げ、成形効率
を高めるためには、フィルム内の気圧は０．６torr以下
に設定するのが好ましい。
【００３４】
【実施例】実施例１
図１ないし図３に示した工程により、樹脂拡散媒体３と
して線径が０．６３ｍｍ、メッシュが３ｍｍの金属ネッ
トを使用して、補強を行った。補強する金属管１の直径
は６００ｍｍ、樹脂には室温硬化性のビニルエステル樹
脂（ダウケミカル社製、デラケーン４０１：室温におけ
る粘度は約１００ｃｐｓ）を用いた。
して線径が０．６３ｍｍ、メッシュが３ｍｍの金属ネッ
トを使用して、補強を行った。補強する金属管１の直径
は６００ｍｍ、樹脂には室温硬化性のビニルエステル樹
脂（ダウケミカル社製、デラケーン４０１：室温におけ
る粘度は約１００ｃｐｓ）を用いた。
【００３５】電蝕防止のためのガラス繊維２Ａとして
は、ガラス繊維のチョップドストランドマット（繊維目
付３００ｇ／ｍ2 ）を用いた。補強層となる炭素繊維織
物２Ｂとしては、炭素繊維の一方向織物（東レ（株）
製：目付３００ｇ／ｍ2 ）を４層積層して用いた。その
他は図１ないし図３と同様の構成にした。真空ポンプに
よりフィルム内を気圧０．３torrにしビニルエステル樹
脂を注入し、樹脂が全て含浸したところで樹脂注入を止
め硬化させた。得られた補強金属管は、炭素繊維によっ
て補強されているため、元の金属管に比べ、水圧を加え
た際の金属管の歪み量は小さくなった。また、表面は耐
食性の高いＦＲＰ層で覆われているので、錆の発生など
を防ぐことが出来、長期の耐久性にも優れているものが
短期間で製作できた。
は、ガラス繊維のチョップドストランドマット（繊維目
付３００ｇ／ｍ2 ）を用いた。補強層となる炭素繊維織
物２Ｂとしては、炭素繊維の一方向織物（東レ（株）
製：目付３００ｇ／ｍ2 ）を４層積層して用いた。その
他は図１ないし図３と同様の構成にした。真空ポンプに
よりフィルム内を気圧０．３torrにしビニルエステル樹
脂を注入し、樹脂が全て含浸したところで樹脂注入を止
め硬化させた。得られた補強金属管は、炭素繊維によっ
て補強されているため、元の金属管に比べ、水圧を加え
た際の金属管の歪み量は小さくなった。また、表面は耐
食性の高いＦＲＰ層で覆われているので、錆の発生など
を防ぐことが出来、長期の耐久性にも優れているものが
短期間で製作できた。
【００３６】比較例１
従来の成形法である、ハンドレイアップ法によるシート
補強では、シート１層毎に樹脂を含浸させることになる
ため、樹脂が硬化するまでの養生期間が必要であり、工
期が非常に長くなってしまう。
補強では、シート１層毎に樹脂を含浸させることになる
ため、樹脂が硬化するまでの養生期間が必要であり、工
期が非常に長くなってしまう。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る方法
によれば、金属管の表面に強化繊維を積層し、さらにそ
の強化繊維の上に金属ネットからなる樹脂拡散媒体を配
設し、その後フィルムで覆い、フィルム内を大気圧より
も低い気圧にすることによりその圧力差を利用して樹脂
を前記強化繊維内に注入、含浸せしめる補強金属管の製
造方法としたので、耐食性及び耐圧性に優れた補強金属
管を製造でき、その金属管の補強を簡易にかつ低コスト
で行うことができる。
によれば、金属管の表面に強化繊維を積層し、さらにそ
の強化繊維の上に金属ネットからなる樹脂拡散媒体を配
設し、その後フィルムで覆い、フィルム内を大気圧より
も低い気圧にすることによりその圧力差を利用して樹脂
を前記強化繊維内に注入、含浸せしめる補強金属管の製
造方法としたので、耐食性及び耐圧性に優れた補強金属
管を製造でき、その金属管の補強を簡易にかつ低コスト
で行うことができる。
【図１】本発明の補強金属管の製造方法の中間工程にお
ける金属管の横断面図である。
ける金属管の横断面図である。
【図２】図１の次の工程を示す横断面図である。
【図３】図２の工程における斜視図である。
１ 金属管
２Ａ 電蝕防止層を構成するガラス繊維
２Ｂ 炭素繊維
３ 樹脂拡散媒体
４Ａ、４Ｂ 樹脂注入口
５ 真空吸引口
６ フィルム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 伊藤 俊弘
愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東
レ株式会社愛媛工場内
(72)発明者 小谷 浩司
愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東
レ株式会社愛媛工場内
(72)発明者 小笠 勝
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 坂野 茂
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 藤本 良
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Ｆターム(参考） 3H111 AA01 BA02 CB11 CB13 CC13
DA07 DA08 DB03 EA17
4F100 AA11C AB01A AB01D AG00B
AK01C AK41E AK48E AR00B
BA04 BA05 BA10A BA10D
BA22C DA11A DC11D DG11D
DG11E DG12B DG12C DG15B
DH02C EJ082 EJ592 EJ822
GB90 JB02B JB13C JG04B
JK01C JK07C
Claims (9)
- 【請求項１】 金属管の周囲に少なくとも電蝕防止層
と、補強層となる炭素繊維織物とを巻き付け、次に炭素
繊維織物の周囲にネット状の樹脂拡散媒体を配設し、全
体をフィルムで覆った後に、フィルム内を大気圧より低
い圧力にして、マトリックス樹脂を注入し硬化せしめる
ことを特徴とする、補強金属管の製造方法。 - 【請求項２】 炭素繊維織物の金属管の周方向に延びる
炭素繊維の量が、周方向と直交する方向に延びる炭素繊
維の量の２倍以上で、かつ、炭素繊維織物の目付が１０
０ｇ／ｍ2 〜８００ｇ／ｍ2 の範囲内にある、請求項１
記載の補強金属管の製造方法。 - 【請求項３】 炭素繊維織物が、金属管の周方向に炭素
繊維が配列された一方向織物である、請求項２記載の補
強金属管の製造方法。 - 【請求項４】 炭素繊維織物の巻き付けを張力４００ｇ
／ｍｍ2 〜１０ｋｇ／ｍｍ2 の範囲内で行う、請求項１
〜３のいずれかに記載の補強金属管の製造方法。 - 【請求項５】 マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であ
る、請求項１〜４のいずれかに記載の補強金属管の製造
方法。 - 【請求項６】 電蝕防止層がガラス繊維からなる織物ま
たはマットを強化繊維としたＦＲＰである、請求項１〜
５のいずれかに記載の補強金属管の製造方法。 - 【請求項７】使用する炭素繊維の弾性率が２０，０００
ｋｇ／ｍｍ2 以上である、請求項１〜６のいずれかに記
載の補強金属管の製造方法。 - 【請求項８】 ネット状の樹脂拡散媒体が金属ネットで
あり、かつ、金属ネットを構成する針金の直径が０．５
ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、ネットのメッシュが１０ｍ
ｍ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の補強金
属管の製造方法。 - 【請求項９】 炭素繊維織物とネット状の樹脂拡散媒体
の間に、ポリエステルあるいはナイロンのテキスタイル
を敷設する、請求項１〜８のいずれかに記載の補強金属
管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219400A JP2003028347A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 補強金属管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219400A JP2003028347A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 補強金属管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003028347A true JP2003028347A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19053409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001219400A Withdrawn JP2003028347A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 補強金属管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003028347A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010502911A (ja) * | 2006-08-29 | 2010-01-28 | コノコフィリップス・カンパニー | 乾燥繊維被覆管 |
| CN101863356A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-10-20 | 陈烈 | 钢衬塑料容器及其加工工艺 |
| JP2012031961A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Showa Denko Kenzai Kk | 耐火二層管及びその製造方法 |
| EP3705288A1 (en) * | 2019-03-08 | 2020-09-09 | Goodrich Aerospace Services Pvt Ltd | Hybrid composite tube systems and methods |
| US10994512B2 (en) | 2019-03-08 | 2021-05-04 | Goodrich Aerospace Services Private Limited | Hybrid composite tube systems and methods |
-
2001
- 2001-07-19 JP JP2001219400A patent/JP2003028347A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010502911A (ja) * | 2006-08-29 | 2010-01-28 | コノコフィリップス・カンパニー | 乾燥繊維被覆管 |
| US8418337B2 (en) | 2006-08-29 | 2013-04-16 | Conocophillips Company | Dry fiber wrapped pipe |
| CN101863356A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-10-20 | 陈烈 | 钢衬塑料容器及其加工工艺 |
| JP2012031961A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Showa Denko Kenzai Kk | 耐火二層管及びその製造方法 |
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| US10994512B2 (en) | 2019-03-08 | 2021-05-04 | Goodrich Aerospace Services Private Limited | Hybrid composite tube systems and methods |
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