JP3143816B2 - 筒状樹脂製品の成形方法及び成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒状樹脂製品の成形方
法及び成形装置に関し、特に熱硬化性樹脂を繊維に含浸
させて形成した繊維強化複合材製のパイプ、リング、シ
ャフト等の筒状成形品を成形するために効果的な筒状樹
脂製品の成形方法及びその成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術としては、例えば、
フィラメントワインディング法、シートローリング法、
３本ロール法等が知られている。このうちフィラメント
ワインディング法は、ガラス繊維、ビニロン繊維、炭素
繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等の
強化用繊維の束からなるヤーンを複数本束ねて、これに
液状樹脂を含浸させながらマンドレルに巻付け積層する
方法である。

【０００３】また、シートローリング法は、予め熱硬化
性樹脂をガラス繊維等に含浸させて形成した繊維強化複
合材シート（以下、「プリプレグシート」と言う。）を
敷いた一枚の板と、これと対向したもう一枚の板の間
に、細いマンドレルを挟む様に構成される。そして、各
板を相対的に移動させることによりマンドレルを回転さ
せながらプリプレグシートをマンドレルに圧着し積層す
る。

【０００４】残りの３本ロール法は、３本のロールのう
ちの１本を芯金として用い、この芯金の外周面に、ヤー
ンの状態ではなくプリプレグシートを巻付けて積層する
方法である。更に従来の方法として近年では、２本ロー
ル法なるものも提案されている（実開昭50-35838号参
照) 。これは、金属薄板を一定曲率で連続的に丸めるも
のであって、正対する２本のロールのうち一方は金属製
であり、他方は外周部が変形可能な弾性材からなってい
て、前記金属製のロールを円筒状の硬質マンドレルの内
周面に当接させ、金属薄板をマンドレルの外周面と弾性
材ロールの外周面との間に挟持して前記金属薄板を送り
込むものである。これにより、金属製ロール外周面に対
して弾性材ロールの弾性変形により金属薄板を押圧湾曲
変形させ、もってマンドレル外周面に略沿って湾曲した
金属薄板を得ている。従って本法は、硬質マンドレルを
型として用い、該型に金属薄板を弾性材ロールで型押し
するものであると言える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィラ
メントワインディング法は、ヤーンの幅が狭いので、ヤ
ーンを軸方向に長いマンドレルの外周面に巻付け圧着積
層するのに長い時間がかかってしまうという問題があっ
た。また、シートローリング法は、小口径の物を成形す
る場合は適しているが、口径が大きくなると、１操作で
のマンドレルの回転が少なく、このため効率良い成形が
できないという問題があった。

【０００６】さらに、３本ロール法は、マンドレル全体
にその外方からロールにより圧力をかけるため、芯材が
変形しやすく所定形状の成形品が得られ難い。特に、大
口径の製品を成形する場合にはロールをマンドレルの外
方に配設する必要があって、装置が大型化する。大口径
の製品を成形する場合にはロールをマンドレルの外方に
配設する必要がある。従ってロール装備のための装置が
大型化するという問題があった。

【０００７】一方、２本ロール法は、正対する一対のロ
ールによるマンドレルの支持のみではマンドレルの姿勢
が不安定になる虞があり、従って、そのガイド装置を別
個に必要として装置が大型化する場合もあった。特に、
弾性材ロールを用いた上記２本ロール法をプリプレグシ
ートに適用した場合、以下のような重要な欠点があっ
た。

【０００８】即ち、弾性材ロールはその表面が弾性体で
あるウレタンでできているために、プリプレグシートと
接触したときにロールの軸線方向に弾性変形して伸び、
これにつられて未硬化で柔らかいプリプレグシートもロ
ールの軸線方向に伸び、その結果、シート中の繊維の目
が乱れ易い。特に、シートが一方向に揃ったものの場合
にその減少は激しい。これは、いわゆる一方向引揃品と
いい、単に複数本の繊維を引き揃えた平面状基材に、未
硬化の樹脂を含浸させ、該未硬化樹脂の粘着力で形状を
保持させたもの（炭素繊維のプリプレグシートの中で
は、最も量の多いもの）であって、単に未硬化樹脂の粘
着力で形状が保持されているために、簡単に繊維の配列
が乱れるからである。

【０００９】この乱れは不均一に生じ、また部分的に残
留するので、シート表面には「しわ」という現象で残
る。つまり、一見すると弾性変形した方が、金属シート
に限らず樹脂などの一般の材料からなるシートであって
も接触面積が大になって、マンドレルに沿って曲げるの
には都合が良さそうであるが、プリプレグシートの場合
は不都合となるのである。

【００１０】プリプレグシート中の繊維の配列の状態は
製品強度に大きな影響を及ぼすので、ランダムに繊維が
配列した不織布を遣うことは稀であり、通常は一方向
（通常シートのＭＤ方向、機械方向）に揃ったもの、あ
るいは通常の織物のように縦横斜めに、あるいはこれら
の組合せできれいに配列させたものに熱硬化性樹脂を含
浸させたものを用いる。時にはプリプレグシートは繊維
一層の織物ではなく、３次元にかなりの厚みのある織物
（絨毯のようにかなり厚みのある織物）を使うこともあ
り、それ故、この繊維の配列を乱さないよう、柔らかい
プリプレグにしわなど出ないように成形することも重要
なことである。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、熱硬化性シート材を用いることに
より、筒状樹脂製品を短時間で製造することができるよ
うにする一方、筒状マンドレルの小さな領域に一組の送
り装置を集中して配設し、もってマンドレルが大口径化
しても装置全体を小型化することを可能にし、またマン
ドレルの送り出しを安定的に行えるようにして、マンド
レル用に別個のガイド装置を不要にした。

【００１２】更に本発明では、マンドレルが三角形、四
角形、六角形等の異形体であっても、容易に筒状樹脂製
品を形成することのできる成形方法及び成形装置を提供
することを目的とする。また本発明では、熱硬化性樹脂
シートとしてプリプレグシートを用いた場合、プリプレ
グシートの繊維の配列を乱すことなく、従って、プリプ
レグシートにしわ等発生しない高品質なプリプレグシー
ト筒状樹脂製品の成形方法及び成形装置を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る筒状樹脂製品の成形方法及び成形装置で
は、回転可能な筒状のマンドレルの外周面に熱硬化樹脂
シートの供給手段から熱硬化樹脂シートを供給し、該周
面に接着された状態で送り手段により、前記マンドレル
を所定量回転させ、マンドレルの外周面に筒状の樹脂層
を積層して、これを加熱硬化処理する。そして前記送り
手段は、少なくとも２本の回転可能な第１のロールがマ
ンドレルの外周面に沿って配置される一方、該第１のロ
ール間の前記マンドレルの内周面に対して第２のロール
が接触配置される。第１及び第２のロール、マンドレル
は、それぞれ平行に配設される。

【００１４】前記各ロールとマンドレルとは、位置・圧
力制御手段により、相対位置を可変としかつ適当な押圧
圧力に制御できるのが好ましく、また熱硬化性樹脂シー
トの一部はマンドレル周面に接着させるようにしてもよ
い。熱硬化性樹脂シートは、特に熱硬化性樹脂を繊維に
含浸させて形成したプリプレグシートであるのが、その
使用目的に応じて好ましい場合がある。該プリプレグシ
ートは、特に限定されず、従来より複合材料に使用され
ているものを使用することができる。

【００１５】プリプレグシートに使用される強化繊維と
しては、例えばガラス繊維、アラミド繊維、ポリアクリ
ロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の無機また
は有機繊維が挙げられる。特に、炭素繊維を用いると、
軽量かつ高強度、高弾性率の成形体が得られるので好ま
しい。マンドレル及び第１のロールは、特に熱硬化性樹
脂シートがプリプレグシートである場合、剛性を有する
のが効果的である。

【００１６】従来より用いられてきた種々の方法と比較
して、本発明による方法は、成形時にプリプレグシート
に必要方向以上の応力がかからないため、高弾性率を有
する炭素繊維を用いた場合であっても無理なく成形で
き、さらに軽量かつ高強度・高弾性率を有する成形体を
得ることができる。また、強化繊維の形態としては、例
えば一方向材、平織、綾織、三軸織物、組紐状繊維等の
織物、不織布、あるいはこれらの積層物を挙げることが
できる。特に一方向材を用いると、強化繊維の特徴を発
揮しやすく、積層方向による設計も行いやすいため、特
に望ましい。

【００１７】熱硬化性樹脂としては、通常の複合材料に
使用されるものであれば、すべて使用することができ、
例えば不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリシアネート樹脂等が挙げられる。中でも、
エポキシ樹脂組成物が、汎用性が高いために好ましい。

【００１８】本件発明は、繊維で強化されてなる熱可塑
性樹脂または熱硬化性樹脂からなる繊維強化複合材シー
トの中でも、熱硬化性樹脂を繊維に含浸してなるプリプ
レグシート、特に繊維の配列方向として少なくともＭＤ
方向を有する繊維配列に熱硬化性樹脂を含浸させてなる
プリプレグシートに最も適したものである。

【００１９】

【作用】熱硬化性樹脂シートを、供給手段により、マン
ドレルと第１のロールの一方のロールとの間に供給す
る。すると熱硬化性樹脂シートは、マンドレルと当該一
方のロールとの間に挟持され、マンドレルの周面に接着
した状態で、第１のロールの他方のロールとマンドレル
との間を経由して所定量送り出され、マンドレルを１周
して筒状に形成される。熱硬化性樹脂シートの送り出さ
れる量により、マンドレル上の熱硬化性樹脂シートの積
層数が増減される。得られたマンドレル上の熱硬化性樹
脂シートを送り手段から取外し、その後、熱硬化性樹脂
シートを加熱硬化させれば、筒状の樹脂製品が出来上が
る。マンドレルを樹脂製品から分離するか、そのまま樹
脂製品と一体に保持するかは、使用目的に応じて選択す
れば良いことである。

【００２０】マンドレルと第１のロールとの圧接力は、
該第１のロールに対する第２のロールの押し付け力に対
応するが、第１のロールに対する第２のロールの相対位
置及び押し付け力を制御可能にすると、マンドレルが断
面三角形、四角形或いは六角形等の異形の場合であって
も、その稜線部が第１または第２のロールの外径より大
きな曲率半径を有する限り、マンドレル内周面側に位置
するロールがマンドレルの稜線部の内側に沿うことが可
能となり、従って上記異形のマンドレル上に熱硬化性樹
脂シートの積層を施すことが可能となる。

【００２１】熱硬化性樹脂シートを筒状に成形するに際
し、熱硬化性樹脂シートをマンドレルの外周面に供給す
る構成としたので、該シートはマンドレルの外周面に接
着して搬送されて筒状に形成される。逆にマンドレルの
内周面に供給する構成とすれば、前記シートはマンドレ
ルの内周面に接着して搬送され、マンドレルの内周面に
筒状に積層されるが、一般にはマンドレルの外表面に熱
硬化性樹脂シートを積層するのが容易であると言える。

【００２２】熱硬化性樹脂シートは、一般に室温或いは
低温で粘着性を有するから、ロール手段によるマンドレ
ルと熱硬化性樹脂シートとの送り出し後は、マンドレル
表面に熱硬化性樹脂シートが接着して搬送されるが、こ
の粘着性が弱い場合は、粘着テープを別途用意し、或い
は熱融着する等の接着手段により、例えば熱硬化性樹脂
シートの先端部をマンドレル表面に仮止めするようにし
ても良い。

【００２３】熱硬化性樹脂シートとして、熱硬化性樹脂
を繊維に含浸させて形成した繊維強化複合材シートを用
いることにより、筒状樹脂製品として強度が増加するか
ら、本発明の成形方法及び装置によれば、例えばゴルフ
クラブのシャフトのような長尺物の筒状樹脂製品に適す
る。この場合、マンドレル及び第１のロールが剛性を有
すれば、プリプレグシートの繊維の配列を乱す応力を与
えることがない。従って、プリプレグシートにしわ等発
生しない高品質なプリプレグシート筒状樹脂製品を成形
出来る。

【００２４】なお、ここで述べる「筒状」とは、上記よ
り明らかなように、円筒、楕円筒、角筒、その他自由な
閉ループ形状の軸直角断面形状を含むものである。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１(a) 、(b) において、繰出ロール１等のプリ
プレグ供給源と供給ロール２等の適当な供給手段により
或いは作業者の手によって、プリプレグ供給源から熱硬
化性樹脂シート、ここでは熱硬化性樹脂を繊維に含浸さ
せて形成した繊維強化複合材シート、所謂プリプレグシ
ートＰの先端が、一対の平行な支持ロール３、４とマン
ドレル５との間に供給される。

【００２６】マンドレル５とプリプレグＰの支持ロール
３、４への押圧力は、前記支持ロール３、４の中間でマ
ンドレル５の内周壁に接触配置された押しロール６の押
圧力により制御される。押しロール６は支持ロール３、
４とは正対しない。ここで押しロール６は、鋼などのよ
うな強度部材を支軸６ａとし、その支軸６ａの中間外周
面に筒状のゴム等のような摩擦部材６ｂが外嵌固着して
構成される。一方、支持ロール３、４は、その外周面が
鋼等のような剛性材料で形成される。

【００２７】前記押しロール６よりも大径の軸直角断面
円形の剛性筒状部材からなるマンドレル５は、押しロー
ル６がマンドレル５の一部側壁の内周面に押圧接触する
ように、支持ロール３、４と平行にかつ遊動回転自由に
配設されるが、自らの回転支軸は有していない。前記供
給されたプリプレグシートＰは、マンドレル５の外周面
と支持ロール３、４の外周面との間に導かれて押圧挟持
され、図示しないモータ等の回転駆動装置による押しロ
ール６の回転に従って、マンドレル５の前記側壁と共
に、該側壁に接着した状態で所定量送り出される。従っ
てここで、支持ロール３、４及び押しロール６はマンド
レルの送り装置を構成する。

【００２８】プリプレグシートＰがマンドレル５の外周
面を一周した段階で、マンドレル５の円筒外周形状に倣
ったプリプレグシートＰの筒状体が完成するから、必要
に応じて適数の積層数を得るべく、押しロール６による
送り出し量を予め適当に定めておく。プリプレグシート
Ｐの筒状体の成形が終了した後は、マンドレル５と共に
プリプレグシートＰを取り出し、プリプレグシートＰを
図示しない公知の加熱装置により加熱し、プリプレグシ
ートの各層を加熱融着し、更に加熱温度を上げて、加熱
硬化させる。

【００２９】マンドレル５と一体にして使用に供する場
合は、そのまま製品とするが、そうでない場合は、適当
な保持装置によりプリプレグシートＰの筒状体を固定保
持した状態で、プリプレグＰのみを把持して抜き取るよ
うに構成した図示しない分離装置を用いてマンドレル５
から筒状のプリプレグシートＰを分離し、プリプレグシ
ートＰのみの筒状樹脂製品を得る。

【００３０】以上本発明の一実施例を概略的に説明した
が、次に詳細について説明する。上記の熱硬化性樹脂は
３０〜４０゜Ｃで粘性が大となり、８０〜１８０゜Ｃで
硬化する特性を有する。従って支持ロール３、４間によ
りプリプレグシートＰがマンドレル５の表面に強く押圧
されると、プリプレグシートＰは、自らの粘性により、
又はプリプレグシートＰ先端をアイロン７等で３０〜４
０°の加熱融着を施すことにより、あるいはプリプレグ
シートＰの先端縁に接着剤を塗布するか、または接着テ
ープを用いることにより、プリプレグシートＰをマンド
レル６の表面に接着することも可能である。

【００３１】プリプレグシートＰが支持ロール３、４か
ら容易に剥離するようにするには、支持ロール３、４の
材質選択、表面処理等を公知のように行えば良い。また
プリプレグの剥離手段を別途用意しても良い。図１(b)
に示すように、プリプレグシートＰが離型シートＰ１と
二重構造で供給源から供給されるように準備すれば、支
持ロール３、４と接触する側に上記離型シートＰ１を配
設することにより、プリプレグシートＰは極めて容易に
マンドレル５のみに粘着する。この場合、離型シートＰ
１を、別個に設けた巻取り装置８によって巻取る。

【００３２】筒状のマンドレル５は、使用目的に合わせ
て金属、木、紙、コンクリート、樹脂等の種々の材料で
製作可能であるが、形状保持の為に適当な剛性が必要で
ある。マンドレル５は、回転自由であるが、その回転用
軸受けは有していないので結果的に軽量となる。マンド
レル５の一部側壁に集中的に配設された３つのロール
３、４、６にその一部の側壁が支持されつつ送り出され
て回転する。従ってマンドレルの送り装置としては、マ
ンドレル外周にロールを散在させた従来のものに比べ、
小型化する。

【００３３】成形される樹脂成形品は、マンドレル５の
表面形状に倣う。本実施例の場合はマンドレル５が円筒
形状であるから、得られる樹脂製品も、その外表面に倣
った円筒形状となる。押しロールの支軸６ａの両端部
は、機枠11，12に着脱自由に支持され、かつ着装した状
態では回転自由に、かつ、支持ロール３、４に対して進
退して位置変更可能に支持される。前記支軸６ａの一端
部は、ギア等の動力伝達部材13を介して図示しないモー
タ等の回転駆動源に連結され、押しロール６が回転駆動
されて、摩擦力により、支持ロール３、４及びマンドレ
ル５全体を回転作動させる。ただし、回転駆動力を受け
るのは、押しロールに限る必要はない。少なくとも１つ
のロールが受ければ足りるものである。

【００３４】一方の機枠12の一部の軸受部12ａは、その
残部に対しヒンジ結合されて、支軸６ａを含む垂直面内
で回動自由となっている。そして作動時は、図１に示す
ように固定されて支軸６ａを軸受けするが、マンドレル
５を押しロール６から外す場合は、軸受部12ａをヒンジ
の回りに回動して支軸６ａ端部から外し、支軸６ａの一
端を片持ちの自由端部として開放する。従って、マンド
レル５はこの自由端部から容易に抜き取ることが可能と
なる。なお他方の機枠11の軸受も、押しロール６を支持
ロール３、４に対して相互接離が可能なように、機枠本
体に支持されている。

【００３５】前記軸受部12ａは、機枠12に対して別体に
構成され、これを機枠12に着脱自由に装着してもよい。
他方の機枠11に関しても同様である。機枠11及び軸受部
12には、支軸６ａの両端部を支持ロール３、４へ向かっ
て押圧するエアシリンダ14及び15が備えられ、その圧力
を適性値に制御する圧力制御装置（図示せず）が設けら
れて、特にマンドレル５回りのプリプレグシートＰの積
層数に対応して変化する押しロール６と支持ロール３、
４間の押圧力を制御できるようになっている。

【００３６】本発明では、押しロール６が支持ロール
３、４に対して相対位置を可変として機枠11、12に支持
される構成、エアシリンダ14、15及びその圧力制御を行
う装置を称して位置・圧力制御装置とした。なお熱硬化
性樹脂シートを筒状に成形するに際し、熱硬化性樹脂シ
ートをマンドレルの外周面に供給する構成としたので、
該シートはマンドレルの外周面に接着して搬送されて筒
状に形成される。

【００３７】以上のような構成において、筒状樹脂製品
は、本実施例では、以下のようにして所定の形状に成形
される。まず、軸受部12ａを、ヒンジを中心に回動させ
て機枠12の基部から離し、押しロール６を他方の機枠11
の軸受部で片持ち支持する。次に、押しロール６を支持
ロール３、４から所定の間隔だけ引き離し、マンドレル
５を押しロール６に挿入した後、繰出ロール１から供給
されたプリプレグシートＰを、作業者の手でマンドレル
５の外周面に半周ぐらい巻き付け、プリプレグシートＰ
の先端部をアイロン７等で３０〜４０゜Ｃに加熱して、
マンドレル６の外周面に融着し仮留めする。

【００３８】次に、押しロール６を機枠11及び12に対し
て確実に軸受け設定し、図示しない位置・圧力制御装置
を作動し、プリプレグシートＰをマンドレル５の周壁に
たいし、押しロール４と支持ロール３、４の間で適当な
押圧力で挟持する。その後、回転駆動源を作動させ、動
力伝達部材13を介して押しロール６を駆動すると、押し
ロール６は、摩擦部材６ｂの摩擦抵抗によりマンドレル
５の内周面を滑ることなく回転する。このため、プリプ
レグシートＰは、マンドレル５と支持ロール３、４間に
押圧されつつマンドレル５の外周面に圧着捲回され、所
定の厚さに積層される。

【００３９】プリプレグシートＰの積層された厚さが増
大するに伴って、押しロール６は、位置・圧力制御手段
によりエアシリンダ14、15が制御され、支持ロール６か
ら後退されて送りロール３、４に対するマンドレル５の
押圧力が、所定の圧力に保持される。積層後、必要に応
じて熱収縮テープ繰出機（図示せず）より熱収縮テープ
を繰出し積層物表面にテーピングを施す。

【００４０】このようにしてプリプレグシートＰの筒状
積層体が得られたら、次に、装置の作動を停止し、エア
シリンダ14、15による付勢力を解除して、マンドレル５
を送りロール３、４と押しロール６との間に取付ける要
領と逆の要領で、プリプレグシートＰが積層されたマン
ドレル５を押しロール６から取外す。次に、図示しない
加熱装置により、プリプレグシートＰが積層されたマン
ドレル５を３０〜４０°を経由して８０〜１８０゜Ｃで
加熱すると、プリプレグシートＰの各層間で加熱融着さ
れて一体的に結合し、次に高温度において熱硬化するか
ら、硬化された筒状のプリプレグシートＰを図示しない
分離装置によりマンドレル５から分離し、筒状の繊維強
化複合材を得ることができる。

【００４１】成形品の用途によっては、積層されたプリ
プレグシートＰにマンドレル５を取り付けたままで、成
形完了としてもよいことは既述した。このように、本実
施例では、ヤーンよりも幅の広いプリプレグシートＰを
マンドレル５に切れ目なく連続して短時間に圧着し積層
できる。また押しロール４を機枠11から取外すことがな
いから、マンドレル５の着脱作業が容易となり、繊維強
化複合材を成形する際の作業性を著しく向上することが
できる。

【００４２】なお、上記の実施例では、押しロール６の
外周面とマンドレル５の内周面の摩擦抵抗力によりマン
ドレル５を回転駆動する構成としたが、押しロール６の
外周面とマンドレル５の内周面とをギア結合としてもよ
い。また、筒状のマンドレル５が異形（三角形、四角
形、六角形等の多角形、楕円形、雲形形状を含み、軸直
角断面が本実施例の様に円形ではないもの）であって
も、本発明では、その異形のマンドレルの外周面に沿わ
せて、異形の筒状樹脂製品を成形することが出来る。つ
まり、マンドレル形状のうち最小曲率の稜線部が、マン
ドレル５の内周側に設けた押しロール６の外径以上の大
きさである曲率である限り、押しロール６によって該稜
線部に無理な応力が作用することが無いから、マンドレ
ル６の破壊が無く、従ってマンドレルの形状として、上
記条件の範囲内での多角形或いは雲形等の任意の形状を
採用することが出来る。

【００４３】本出願人は、本発明に係る筒状樹脂製品の
成形装置を用いて実験を行い、以下のような好ましい結
果を得た。 実験１ 使用したマンドレルは、内径２０６mm、外径２１２mm、
長さ１０００mmの鋼製の剛性あるマンドレルであり、使
用したプリプレグシートは、エポキシ樹脂を含浸させた
石油ピッチ系炭素繊維からなる炭素繊維一方向プリプレ
グシート（商品名 グラノックプリプレグ Ｅ４０２
５；日本石油株式会社製）および石油ピッチ系炭素繊維
織物にエポキシ樹脂を含浸させてなる炭素繊維織物プリ
プレグシート（日本石油株式会社製）である。

【００４４】まず、炭素繊維一方向プリプレグシート
を、その繊維方向をマンドレルの軸方向と直角にしてマ
ンドレルに２層巻き付け、次に、その上に炭素繊維一方
向プリプレグシートを、その繊維方向をマンドレルの軸
方向と平行にしてマンドレルに４層巻き付け、さらに、
その上に炭素繊維織物プリプレグシートを２層巻き付け
た後、ポリプロテープとポリエステルテープで最外層周
面をテーピングし、熱硬化炉で１３０゜Ｃで１時間、加
熱硬化させた。

【００４５】その結果、内径２１２mm、厚さ１．２mm、
長さ７００mmの炭素繊維複合材製のパイプが得られ、こ
のパイプを切断し、断面を観察したところ、ボイドなど
の欠陥が認められず、炭素繊維複合材製のパイプの品質
の向上を図ることができた。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヤ
ーンよりも幅の広いプリプレグシートをマンドレルに切
れ目なく連続して短時間に圧着し積層できる。また従来
より用いられてきた種々の方法と比較して、本発明によ
る方法は、剛性あるマンドレル及び第１のロールを用い
ていて、成形時にプリプレグシートに必要方向以上の応
力がかからないため、繊維配列の乱れを与えることな
く、高弾性率を有する炭素繊維を用いた場合であっても
無理なく成形でき、さらに軽量かつ高強度・高弾性率を
有する成形体を得ることができる。

【００４７】更に、マンドレルの一側壁に集中して送り
手段を配設可能であるから、該送り手段の構成が小型化
出来ると共に、少なくとも３本のロールでマンドレルの
一側壁を挟持するから、マンドレルの回転が安定し、別
個のマンドレルガイド装置を備える必要がない。また、
マンドレルは送り手段に対し自由に着脱出来るから、マ
ンドレルの着脱作業が容易となり、筒状の樹脂製品特に
繊維強化複合材の成形品を成形する際の作業性を著しく
向上することができる。

【００４８】マンドレルは、異形の断面形状に構成出来
るから、これに倣って、同じく異形で筒状の樹脂製品を
形成出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る筒状樹脂製品の成形装置の一実施
例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は同図のＡ−Ａ線断
面図。

【符号の説明】

１ 繰出ロール ２ 供給ロール ３、４ 支持ロール ５ マンドレル ６ 押しロール Ｐ 繊維強化複合材シート（プリプレグシート） ７ 加熱装置 11、12 機枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 70/16 B29C 53/56

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能な筒状のマンドレルの外周面に熱
   硬化性樹脂シートを供給し、 それぞれが前記マンドレルに平行に配置されると共に、
   前記外周面に沿って配置された少なくとも２本の回転可
   能な第１のロールと、該第１のロール間の前記マンドレ
   ルの内周面に接触配置された第２のロールと、を有する
   送り手段により、前記供給された熱硬化性樹脂シートを
   前記マンドレルに接着した状態で所定量送り出して、マ
   ンドレルの外周面に筒状の樹脂層を積層し、 前記マンドレルを前記送り装置から取り外して前記樹脂
   層を加熱硬化処理する、 ことを特徴とする筒状樹脂製品の成形方法。
2. 【請求項２】前記各ロールとマンドレルとの接触圧力を
   制御する請求項１に記載の筒状樹脂製品の成形方法。
3. 【請求項３】前記熱硬化性樹脂シートの一部をマンドレ
   ルの前記外周面に接着する請求項１又は請求項２に記載
   の筒状樹脂製品の成形方法。
4. 【請求項４】前記熱硬化性樹脂シートが熱硬化性樹脂を
   繊維に含浸させて形成したプリプレグシートである請求
   項１〜請求項３のいずれか１つに記載の筒状樹脂製品の
   成形方法。
5. 【請求項５】前記マンドレルと第１のロールが、剛性を
   有する請求項４に記載の筒状樹脂製品の成形方法。
6. 【請求項６】回転可能な筒状のマンドレルと、 該マンドレルの外周面に接触配置された少なくとも２本
   の回転可能な第１のロールと、該第１のロール間の前記
   マンドレルの内周面に接触配置された第２のロールと、
   前記ロールの少なくとも１つを回転駆動する回転駆動手
   段と、を含んで構成された送り手段と、 前記第１のロールと前記マンドレルとの間に熱硬化性樹
   脂シートを供給する供給手段と、 を含んで構成され、 前記各マンドレル及びロールは相互に平行に配設され、
   前記ロールは前記マンドレルを着脱自由に構成され、 前記熱硬化性樹脂シートを、前記マンドレルと第１のロ
   ールの間に挟み送り、前記マンドレルの前記外周面に圧
   着積層して筒状に成形することを特徴とする筒状樹脂製
   品の成形装置。
7. 【請求項７】前記各ロールと前記マンドレルとの相対位
   置及び接触圧力を制御する位置・圧力制御手段を含んで
   構成された請求項６に記載の筒状樹脂製品の成形装置。
8. 【請求項８】前記熱硬化性樹脂シートの一部を前記マン
   ドレルの前記外周面に接着する手段を備えた請求項６ま
   たは請求項７に記載の筒状樹脂製品の成形装置。
9. 【請求項９】前記熱硬化性樹脂シートが熱硬化性樹脂を
   繊維に含浸させて形成したプリプレグシートである請求
   項６〜請求項８のいずれか１つに記載の筒状樹脂製品の
   成形装置。
10. 【請求項１０】前記マンドレルと前記第１のロールと
    が、剛性を有する請求項６〜請求項9 のいずれか１つに
    記載の筒状樹脂製品の成形装置。