JP2005145635A - 強化プラスチック製巻芯及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

表面の平滑度及びその再研磨の可能性を容易に得ることができ、かつ作業性を向上させる。
【解決手段】円筒状内型２１の外面全周にガラスクロス１１を送り込み、その外周に、ガラスロービング１２を樹脂槽２４を通して熱硬化性樹脂１４を含浸させつつ送り込み、さらに、その外周に有機不織布１３を送り込む。外型２２では、ヒータ２５の加熱により、ガラスロービング１２内の熱硬化性樹脂１４及びガラスクロス１１と有機不織布１３に染み込んだ熱硬化性樹脂１４が硬化し、ガラスロービング１２にガラスクロス１１と有機不織布１３が一体化した筒状体１０となる。その筒状体１０を外型２２から連続して引き出し、カッタ２３により所要長さに切断して、強化プラスチック巻芯１を得る。この巻芯１は、引き抜き成形のため、その表面は平滑面となり、また、有機不織布１３は十分な厚みを確保できるため、再研磨が可能である。
【選択図】図２

Description

この発明は、合成樹脂や紙等によって形成されたフィルムやシート等の薄い長尺材を巻き取るための強化プラスチック製巻芯、及びその製造方法に関するものである。

この種の強化プラスチック製巻芯には、カーボン繊維、ガラス繊維、合成繊維、紙或いは布等の強化繊維を主構成材料としたものが種々提案されている。例えば、強化繊維クロスを巻回した基材層の表面に強化繊維を巻回して複数のワインディング層を形成し、その基材層及びワインディング層に樹脂を含浸させて熱硬化させた巻芯がある(特許文献１参照)。
特開昭６２−１１７７３２号公報

また、樹脂成型用ダイ内において、上記巻芯の外周面に熱硬化性樹脂層を形成するとともに、その樹脂を熱硬化させて、その巻芯の外周面を平滑面とするとともに、再研磨を可能にした巻芯がある（特許文献２参照）。
特開２００１−２２６０３９号公報

特許文献１記載の巻芯においては、ワインディングによる表面層の形成のため、その表面層に所望の平滑度を得難く、その表面にさらに樹脂コーティングしている。この作業は煩わしい。また、再研磨を可能にするには、そのコーティング層を厚くしなくてはならず、そのコーティング回数を多く必要とし、さらにその作業は煩雑となる。さらに、その巻芯製造方法は、定尺の巻芯をバッチ式に製造するため、大量生産には向いておらず、生産原価も高いものとなっている。

特許文献２記載の巻芯は、上記平滑度を得てかつ再研磨を可能にするため、ダイ内での樹脂成型により、表面層を形成するようにしているが、巻芯を製作後に表面層を形成しているため（表面層の成型が巻芯製造と連続的でないため）、作業性が悪く、また、製造設備も大型化する。

この発明は、表面の平滑度及びその再研磨の可能性を容易に得ることができ、かつ作業性を向上させることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、表面層を不織布で形成し、かつその不織布層に熱硬化性樹脂を含浸させて外型で連続的に成型するようにしたのである。不織布層に熱硬化性樹脂が含浸されれば、その含浸層は、再研磨が可能なものとなり、さらに、外型であれば、そのキャビティの内径を適宜に設定するとともに、その外型内に送り込む不織布材をその内径に合う量とすれば、その不織布層の所要の厚みを適宜に得ることができ、再研磨に支障のないものと容易にし得る。また、外型による成型のため、その巻芯の表面は成型面となって、平滑面となる。

具体的には、ガラス繊維等の各種強化繊維を主構成材料とした強化プラスチック製巻芯において、巻芯の長さ方向の強化繊維内面に周方向強化繊維が設けられて上記主構成材料が構成され、その外面には不織布層が設けられており、前記長さ方向の強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸され、その熱硬化性樹脂が前記周方向強化繊維および不織布層に染み込んで熱硬化された構成とする。
このとき、上記不織布層を有機不織布からなるものとすれば、有機不織布に熱硬化性樹脂が十分に含浸して、有機不織布と強化繊維を強固に一体化する。

この強化プラスチック巻芯の製造方法としては、例えば、円筒状内型に強化繊維から成るクロスを内型の長さ方向に送り込んで上記周方向強化繊維層を形成し、その周方向強化繊維層に強化繊維ロービングを熱硬化性樹脂槽を通して熱硬化性樹脂を含浸させつつ周方向強化繊維層の長さ方向に送り込んで前記長さ方向強化繊維層を形成し、その強化繊維層の外面に不織布を該強化繊維層の長さ方向に送り込んで不織布層を形成した後、外型内で前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を連続的に行い、前記外型から出て来た筒状体を所要長さに切断する構成を採用し得る。

この発明は、表面層を不織布で形成し、かつその熱硬化性樹脂が十分に含浸した不織布層を外型で連続的に引き抜き成型し得るようにしたので、成型と同時にその表面が平滑なものとなり、また、再研磨に支障のない厚さのものと容易にし得る。このため、製作作業性がよく、コストダウンとなる。

図１に、この発明の強化プラスチック巻芯に係わる一実施形態を示し、この実施形態は、ガラスクロス製の周方向強化繊維１１と、ガラスロービング製の軸方向（長さ方向）強化繊維１２と、有機不織布１３とからなる。ガラスロービング１２には不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂１４が含浸され、その熱硬化性樹脂１４がガラスクロス１１及び有機不織布１３に染み込んで熱硬化されている。この熱硬化性樹脂１４の染み込み及び熱硬化により、ガラスロービング１２にガラスクロス１１及び有機不織布１３が強固に一体となっている。

この強化プラスチック巻芯１の製造は、例えば、図２に示す方法を採用する。すなわち、水平方向の円筒状内型（芯金）２１を同じく円筒形外型２２に同心で挿し通し、その外型２２の後段にカッタ２３を設けた成型装置を設置する。

この成型装置において、まず、ガラスクロス１１をガイドローラ１１ａを介し内型２１の外面全周に亘ってその内型２１の長さ方向に送り込む。このとき、図２においては、周囲４等分位箇所から送り込んでいるが、その送り込み個所数は任意であり、その各ガラスクロス１１の側縁は相互に重ねて、隙間が生じないようにする。

つぎに、そのガラスクロス１１の層の外面全周上に、ガラスロービング１２をガイドローラ１２ａを介し不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂槽２４を通して熱硬化性樹脂１４を含浸させつつ長さ方向に送り込み、つづいて、そのガラスロービング１２の外面全周に有機不織布１３をガイドローラ１３ａを介して送り込み、それを外型２２に送り込む。このとき、図２においては、ガラスロービング１２を周囲４等分位箇所から送り込んでいるが、その送り込み個所数は任意であり、その各ガラスロービング１２の側縁は相互に重ねて、隙間が生じないようにする。

外型２２内に入ったガラスクロス１１及び有機不織布１３にはガラスロービング１２から熱硬化性樹脂１４が染み込む。このとき、有機不織布に熱硬化性樹脂が十分に含浸して、有機不織布と強化繊維が強固に一体化するとともに、有機不織布に熱硬化性樹脂が十分に含浸することにより、強固な樹脂表面層が形成され、ガラスロービング１２のその表面への突出もなく、平滑な表面となる。このため、その表面を平滑化する研磨等の後処理が不要となる。

外型２２にはヒータ２５が付設されて加熱されており、その加熱により、ガラスロービング１２内の熱硬化性樹脂１４及びガラスクロス１１と有機不織布１３に染み込んだ熱硬化性樹脂１４が硬化し、ガラスロービング１２にガラスクロス１１と有機不織布１３が一体化した筒状体１０（例えば、外径：φ４６．９ｍｍ、内径：φ３８．５ｍｍ、管厚：４．２ｍｍ）となる。

この強化プラスチック巻芯１の製造時、当初は、ガラスロービング１２のみを内型２１の先端まで（外型２２から出るまで）導綱などを介して引き出し、その後、そのガラスロービング１２を適宜な手段により、例えば内型２１の軸心方向及び長さ方向に移動自在なチャック２６で挟むとともに引き出しつつ、ガラスクロス１１及び有機不織布１３を送り込んで筒状体１０を製造する。

このとき、内型２１の表面は鏡面とされて滑性があるため、筒状体１０は外型２２内（内型２１外周面）を円滑に移動しやがてその端から突出する。突出すれば、有機不織布１３等が被覆されていない部分等の非製品部分をカッタ２３により切断し、その筒状体１０の切断端を、チャック２６で挟む（図示鎖線の状態）とともに引き出して、筒状体１０を所要長さ外型２２から引き出す。その後、カッタ２３により、その筒状体１０を切断して、強化プラスチック巻芯１を得る。この筒状体１０を間欠かつ連続的に引き抜き成型し、所要長さに切断する作用の繰り返しにより、強化プラスチック巻芯１を連続的に製造する。

この強化プラスチック巻芯１は、有機不織布１３に熱硬化性樹脂１４を含浸硬化させるとともに、引き抜き成型のため、その表面は成型面となって、平滑面となる。このため、表面を平滑化する後処理は不要である。また、有機不織布１３は十分な厚みを確保できるため、再研磨に支障のない厚みにも容易にすることができる。

この実施形態は、周方向強化繊維１１にガラスクロス、軸方向強化繊維１２にガラスロービング、不織布層１３に有機不織布をそれぞれ使用したが、それらの作用効果を発揮し得るものであれば、他の種々のものを採用できることは言うまでもない。また、熱硬化性樹脂１４も不飽和ポリエステル樹脂以外の任意のものを採用できる。

強化プラスチック巻芯の一実施形態の部分斜視図 同強化プラスチック巻芯の製造方法の一実施形態の概略斜視図

符号の説明

１ 強化プラスチック巻芯
１０ 筒状体
１１ ガラスクロス（巻芯周方向強化繊維）
１２ ガラスロービング（巻芯軸方向強化繊維）
１３ 有機不織布
１４ 熱硬化性樹脂
２１ 内型
２２ 外型
２３ カッタ
２４ 熱硬化性樹脂槽
２５ ヒータ
２６ チャック

Claims (3)

1. ガラス繊維等の各種強化繊維を主構成材料とした強化プラスチック製巻芯１であって、
   巻芯１の長さ方向の強化繊維１２内面に周方向強化繊維１１が設けられて上記主構成材料が構成され、その外面には不織布層１３が設けられており、前記長さ方向の強化繊維１２に熱硬化性樹脂１４が含浸され、その熱硬化性樹脂１４が前記周方向強化繊維１１および不織布層１３に染み込んで熱硬化されたものであることを特徴とする強化プラスチック製巻芯。
2. 上記不織布層１３が有機不織布からなることを特徴とする請求項１に記載の強化プラスチック製巻芯。
3. 請求項１又は２に記載の強化プラスチック製巻芯１の製造方法であって、円筒状内型２１に強化繊維から成るクロス１１を内型２１の長さ方向に送り込んで上記周方向強化繊維層１１を形成し、その周方向強化繊維層１１の外面に強化繊維ロービング１２を熱硬化性樹脂槽２４を通して熱硬化性樹脂１４を含浸させつつ周方向強化繊維１１の長さ方向表面に送り込んで上記長さ方向強化繊維層１２を形成し、その強化繊維層１２の外面に不織布１３を該強化繊維層１２の長さ方向に送り込んで不織布層１３を形成した後、外型２２内で前記熱硬化性樹脂１４を熱硬化させる工程を連続的に行い、前記外型２２から出て来た筒状体１０を所要長さに切断することを特徴とする強化プラスチック製巻芯の製造方法。

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