JP2978410B2 - 編組複合材料チューブの製造方法 - Google Patents

編組複合材料チューブの製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主に、一種の編組複合材
料チューブの製造方法に関し、特に製造が簡単で、コス
トの低い製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】伝統的な編組複合材料チューブの製造方
法は大きく以下の2つに分けられる:第1種は、プレプ
レッグ法(Prepreg braiding met
hod)であり、その製造フローチャートは: A.まず編組する糸束を樹脂に含浸する.B.樹脂を含
浸させた糸束を編組する.C.編組の後、さらにガス帯
(ガス袋)上に被せる.D.吹き込み口に連接する.
E.並びに金型に入れる.F.加熱ブロー成形を行う
G.金型から取り外す.H.裁端.I.磨き仕上げ.
J.完成品.である。 その欠点は:1.必ず先に糸束を樹脂に含浸処理しなけ
ればならず、且つ成形時は、コストの高い金型を必要と
し、ゆえに全体の工程にかかるコストは高かった.2.
ガス帯(または袋)は吹き込み口の角度により破れやす
く、漏気が成形圧力と完成品の外観に影響を与えた.
3.工程名、発生する気泡を排除するのが難しかった。
4.この種の予め樹脂に含浸したプリプレッグ編組帯
(praids)は冷凍保存しなければ樹脂が固化して
しまった.以上である。第2種は、樹脂トランスファー
成形(Resin transfer moldin
g)である。この方法は、第1種の方法の欠点を解決す
るべく生まれたもので、その製造フローチャートは:
A.編組帯を心軸に被せるか或いは心軸上で編組する.
B.金型に入れる.C.金型の一端より樹脂を注入す
る.D.加熱成形する.E.金型から外す.F.完成
品.となる。 その欠点は:1.樹脂を注入する時、樹脂の金型内での
流動方向及び流動速度を調整することが難しく、空気を
内包しやすい。これは樹脂を管材表面形状の三次元方式
で進行するためであり、金型キャビティ内に注入された
樹脂の速度には速いところもあれば遅いところもあり、
速い部分が金型のもう一端に至ってさらに戻り、さらに
交わるとき、編組帯内に含まれる空気を順序よく排除す
ることができず、空孔を形成するのである。これは完成
品の品質の性能に影響を与える.2.樹脂を十分編組管
材に注入するために、消費する時間が長い.3.外型を
必要とする.4.成形時に圧力作用が欠乏する.以上で
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
外型を必要とせず、樹脂の均一且つ速やかな編組帯への
浸透を調整でき製品の表面を光滑とし、空孔の含有量が
低く、二次加工を必要とせず、汚染を減少でき、製造コ
ストを下げることができる「編組複合材料チューブの製
造方法」を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、以下の
ステップを包含することにある: 1.予め成形した編組物(Braid prefor
m)の外に一層或いは複数層の熱縮薄膜帯を被せる. 2.定量の樹脂を熱縮薄膜帯の一端より注入し、必要時
には吸い出しによる真空の補助を行い、残留気泡を減ら
す. 3.適当な温度を加えて熱縮薄膜帯を熱縮させ、もって
樹脂を熱縮薄膜帯の収縮作用により編組帯の糸束内に浸
透させる. 4.加熱硬化成形の後、熱縮薄膜帯を取り除き、編組複
合材料チューブの完成品を得る。
【0005】
【作用】本発明の編組複合材料チューブの製造方法は、
外型を必要とせず、樹脂の均一且つ速やかな編組帯への
浸透を調整でき製品の表面を光滑とし、空孔の含有量が
低く、二次加工を必要とせず、汚染を減少でき、製造コ
ストを下げる。
【0006】
【実施例】本発明の具体的なステップ及び過程は以下の
通りである: 一.心軸周囲に編組或いは編組帯を被せ、一つの予め成
形した編組物(Braid Preform)とする:
図1にその状態が示されるが、符号1は心軸、2は編組
帯である;心軸1は任意の形状の封閉形の構造とし、そ
の構成材質は金属或いは非金属材質とする;編組帯2は
実際の需要に応じて任意の形状或いは方向の編組とす
る;さらにチューブは心軸1に従い、規則或いは不規則
の封閉形のチューブとし、且つ断面形状は円形、矩形、
多辺形或いは任意の形状とする。
【0007】二.熱縮薄膜帯を被せる:図2に示される
ように、心軸1に編組帯2を被せた後、その外周にさら
に一層以上の熱収縮性質を有する熱縮薄膜帯3を被せ、
熱縮薄膜帯3の主な効果、特性は、熱に遇うと収縮する
ことである;よってもともとの熱縮薄膜帯内体積は小さ
くなり、樹脂を均一に編組帯糸束の繊維内に染み込ませ
る。その材質はこの種の特性を有するいかなる収縮膜で
あってもよい。
【0008】三.樹脂を注入:図3に示されるように、
熱収縮膜を被せた後、必要とする繊維体積含有率に従
い、定量の樹脂4を注入する;樹脂を注入するとき、製
品品質の要求に応じて吸い出して真空とする補助を行っ
てもよく、空気の残留量を減らし製品の空孔含有率を減
らす。
【0009】四.封口:樹脂4を注入の後、該注入口を
密封(図4の符号5に示す)する。
【0010】五.加熱熱縮:樹脂4の注入充填及び封口
5を完成の後、さらに適当に加熱Hし、これにより熱縮
薄膜帯3を熱縮させる(図5に示す)。その加熱方式は
漸進方式を採用し、封口の所から加熱Hを開始し、加熱
後、熱縮薄膜帯3は熱を受けて収縮し、並びに樹脂4は
チューブの編組帯2外層から規則的な経路で内層に染み
込む。その後熱縮薄膜帯はチューブの加熱H’に沿って
収縮し、もう一つの断面の樹脂浸透を進行する。上述の
ステップの進行により、全体のチューブの完全注入を達
し、これにより編組帯は完全に樹脂の含浸を完成する
(図7に示す)。図6中に示される矢印方向は樹脂の熱
縮による流動方向を示す。心軸1上に被せた編組帯2は
単層或いは多層を有し、単層の編組帯は前述の方式を用
いて均一に樹脂を含浸することができる。ただし、多層
或いは比較的厚い編組チューブを製造するときは、樹脂
を内層の糸束内に完全に染み込ませるために、さらに図
8に示される装置により実施することができる。
【0011】図8は本発明のもう一つの実施例を示す図
である。その中、既に樹脂4を注入した後の多層編組帯
2’チューブ外側の熱縮薄膜帯3の外側に予め一つの阻
流リング6を嵌め置く。この多層編組帯2’チューブは
熱縮薄膜帯3の熱縮加工を行う時、同様に漸進方式を採
用して加熱し、熱縮薄膜帯3内側の樹脂が前端へと前に
推進されるときに、嵌めた阻流リング6のブロックを受
けることで樹脂の上(或いは前)への流速を緩慢とし、
これにより外周の樹脂を内層の編組帯に染込ませ、もっ
て樹脂4に十分に多層編紐帯2’内に染み込ませる。
【0012】さらに、図9に示すように、もし熱縮薄膜
帯3熱縮後、チューブの管を一致させなければならない
時は、チューブの熱縮薄膜帯3外側の適当な位置に一つ
の整形リング7を設け、並びに漸進方式で加熱し、もっ
て熱縮薄膜帯を熱縮させる時に、この整形リング7の定
型をもってチューブの管径を一致させることができる。
【0013】図10に示すように、このほか、本発明の
方法で、多層或いは比較的厚い編組帯2’を製造する時
は、確実に樹脂4を編組帯2’の中に染み込ませること
ができ、並びにチューブの管径を全体一致させられ、こ
れは熱縮薄膜帯3外側の加熱区H前端に一つの阻流リン
グ6を嵌め置き、該阻流リング6の後端に別に整形リン
グ7を嵌め置き、熱縮薄膜帯3が加熱されて熱縮する時
に、該樹脂4は阻流リング6に阻まれて樹脂4の上への
流速を緩慢にし、これにより外周の樹脂を内層の編組帯
に向けて染み込ませ、並びに十分内層編組帯2’中に染
み込ませる。且つ後側の整形リング7は同時にチューブ
に対して管径の定型加工を行い、以て、完成した多層編
組帯2’チューブの熱縮加工を完成する。
【0014】六.加熱硬化整形:加熱熱縮プロセスが完
成して樹脂が十分且つ均一に編組帯に染み込んだ後、さ
らに樹脂系統の硬化温度に依ってチューブに対して硬化
成形処理を行う。
【0015】七.熱縮薄膜帯の除去:チューブの加熱硬
化成形後、チューブ表面の熱縮薄膜帯を除去する。
【0016】八.完成品獲得:熱縮薄膜帯除去後、編組
複合材料チューブを完成する。
【0017】
【発明の効果】本発明の効果は以下のとおりである: 1.樹脂の含浸が快速で均一である. 2.樹脂の流速及び方向が調整できる. 3.熱縮薄膜帯が熱縮した後、編組複合材料チューブは
束縛圧力作用を有し、編組複合材料チューブの性能を高
めることができる. 4.外型の鋼鉄性金型を必要としない. 5.二次加工を必要としない.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の心軸周囲に編組或いは編組帯を被せ、
一つの予め成形した編組物(Braid Prefor
m)とした状態に於ける断面図である。
【図2】上記図1のステップの後、さらに一層以上の熱
収縮性質を有する熱縮薄膜帯を被せた状態を示す断面図
である。
【図3】上記図2のステップの後、定量の樹脂を注入し
た状態を示す断面図である。
【図4】上記図3のステップの後、注入口を密封した状
態を示す断面図である。
【図5】上記図4のステップの後、適当に加熱し、これ
により熱縮薄膜帯を熱縮させる状態を示す断面図であ
る。
【図6】本発明の樹脂の熱縮薄膜帯が加熱熱縮すること
による流動方向を示す断面図である。
【図7】上記図5のステップの後、完全に樹脂の含浸を
完成した本発明のチューブの断面図である。
【図8】本発明のもう一つの実施例を示す断面図であ
る。
【図9】本発明のさらにもう一つの実施例を示す断面図
である。
【図10】本発明のさらにまたもう一つの実施例を示す
断面図である。
【符号の説明】
1・・・心軸、2・・・編組帯 3・・・熱縮薄膜帯
4・・・樹脂 5・・・封口 2’・・・多層編組帯 6・・・阻流
リング 7・・・整形リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−124117(JP,A) 特開 昭60−63137(JP,A) 特開 昭61−220674(JP,A) 特開 昭61−182932(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 70/06 B29D 23/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1.予め成形した編組物(Braid
    preform)の外に一層或いは複数層の熱縮薄膜帯
    を被せる; 2.必要な繊維体積含有率に基づき、定量の樹脂を熱縮
    薄膜帯の一端より注入し、必要時には吸い出しによる真
    空の補助を行う; 3.樹脂注入後、注入口端を密封する; 4.封口後、適当な加熱を行い、熱縮薄膜帯を熱縮さ
    せ、逐次熱縮薄膜帯内の樹脂を均一に編組糸束の繊維内
    に浸透させる; 5.加熱熱縮並びに樹脂を浸透させた後、樹脂系統の硬
    化温度でチューブに対して硬化成形処理を行う; 6.硬化成形完成後、チューブ表面の熱縮薄膜帯を除去
    する; 7.熱縮薄膜帯を除去した後、一つの編組複合材料チュ
    ーブを完成する;以上のステップを包含する、編組複合
    材料チューブの製造方法。
  2. 【請求項2】 加熱熱縮方式は漸進方式を採用し、封口
    の所から加熱を開始し、加熱後、熱縮薄膜帯は熱を受け
    て収縮し、もともと有していた体積空間を減少し、樹脂
    をチューブ外層から規則的な経路で内層に浸透させ、そ
    の後、熱縮薄膜帯はチューブに沿ってもう一端へと逐次
    収縮し、もう一つの断面の樹脂浸透を進行し、前述のス
    テップの進行により、全体のチューブの完全注入を達
    し、これにより編組帯は完全に樹脂の含浸を完成するこ
    とをもう一つの特徴とする、請求項1に記載の編組複合
    材料チューブの製造方法。
  3. 【請求項3】 チューブの熱縮薄膜帯外側の適当な位置
    に一つの阻流リングを嵌め置き、もって熱縮薄膜が加熱
    収縮されるとき、熱縮薄膜帯内の樹脂に該阻流リングの
    阻みを受けさせ流速を緩慢にし、これにより樹脂を内層
    の編組帯内に浸透させることを一つの特徴とする、請求
    項1に記載の編組複合材料チューブの製造方法。
  4. 【請求項4】 チューブの熱縮薄膜帯外側の周囲の適当
    な位置に一つの整形リングを嵌め置き、もって熱縮薄膜
    帯を加熱収縮させた後、該整形リングの定型により管径
    を全体で一致させることを一つの特徴とする、請求項1
    に記載の編組複合材料チューブの製造方法。
  5. 【請求項5】 チューブの熱縮薄膜帯外側周囲の適当な
    位置に一つの阻流リングと一つの整形リングを嵌め置
    き、もって熱縮薄膜帯を加熱収縮させた後、熱縮薄膜帯
    内にある樹脂に該阻流リングの阻みを受けさせ流速を緩
    慢とし、樹脂を十分に内層の編組帯内に浸透させ、且つ
    整形リングの定型により管径を全体で一致させることを
    一つの特徴とする、請求項1に記載の編組複合材料チュ
    ーブの製造方法。
  6. 【請求項6】 チューブは規則的或いは不規則的な封閉
    管材とし、且つ断面は円形、矩形、多辺形或いは任意の
    形状とする、請求項1に記載の編組複合材料チューブの
    製造方法。
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