JP3276221B2 - 繊維強化樹脂製フランジ付管及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化樹脂製フランジ
付管、例えば、繊維強化樹脂製フランジ付管継手の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰと称する）
管をフランジ接合する場合、フランジ部をＦＲＰ製とす
れば、例えば、ボルトの締め付け力に対するフランジ部
のクリ−プをよく防止でき、ボルトの締め付け力を長期
にわたって安定に保持でき、安全である。

【０００３】従来、ＦＲＰ製フランジ付のＦＲＰ管とし
て、ＦＲＰ製フランジ部材を別途製作し、このＦＲＰ製
フランジ部材をＦＲＰ管に接着したものが公知であり
（例えば、特公平２−２９９１６号公報）、このＦＲＰ
製フランジ部材のＦＲＰ管への接着は、例えば、ＦＲＰ
製フランジ部材とＦＲＰ管との間に接着剤を注入するこ
とによって行われる。

【０００４】また、ＦＲＰ製フランジ付のＦＲＰ管とし
て、ＦＲＰ管の端部にフランジ形成用の２枚の型板を定
着し、これらの型板間を埋めるようにして硬化性樹脂含
浸繊維材を巻回し、この巻回体の樹脂を硬化後、型板を
脱型したもの（例えば、特開平２−３００５９２号公
報）が公知であり、この場合、ＦＲＰフランジ部とＦＲ
Ｐ管本体部との接着強化を図るための一般的な手段して
は、ＦＲＰ管の端部を研磨加工により粗面化することが
知られている。

【０００５】ＦＲＰ製管状体を、高圧下、特に脈動負荷
条件下で使用すると、例えば、水道管の管継手として使
用すると、内部の水が発汗状に漏水する現象、すなわち
ウィ−ピング現象が発生し、このウィ−ピング現象によ
って管の使用内圧が制限されることが多い。

【０００６】上記したフランジ付管をフランジ接合した
場合、管の使用中にフランジ部に作用する主な応力は、
次ぎの通りである。まず、管内圧に基づきフランジ部
の周方向にフ−プストレスが作用する。

【０００７】また、スラスト荷重に基づく管軸方向引
張り力がボルトで支持される結果、フランジ部と管本体
部との境界面並びに該境界面に平行なフランジ部断面に
剪断力が作用する。

【０００８】更に、スラスト荷重に基づく管軸方向引
張り力とボルトに作用する引張り反力との偶力に基づ
き、曲げモ−メントが作用する。更にまた、地中埋設
の場合は、不等沈下のために曲げモ−モントと剪断力が
作用する。

【０００９】このように管のフランジ接合部のフランジ
部に作用する応力は、管の使用内圧に大きく左右され、
当該内圧が高くなるほど、そのフランジ部に作用する応
力も大となる。また、フランジ部に作用する応力は、上
記〜の応力の重畳であり、不等沈下荷重の有無、従
って、地中埋設か地上布設かによりその応力状態は大き
く相違する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】旧来のＦＲＰ製フラン
ジ付のＦＲＰ管においては、通常、使用内圧がＦＲＰ管
本体部のウィ−ピングで定まってしまい、かかる内圧下
ではフランジ部の破壊が問題となることはなかった。

【００１１】上記した公知のフランジ付管においても、
使用内圧が管本体部のウィ−ピングで制限される通常の
条件下では、フランジ部の破壊が問題となることはない
と考えられる。

【００１２】しかしながら、ＦＲＰ管本体部にウィ−ピ
ング発生防止手段を付加する場合は、使用内圧の増大の
結果、フランジ部に作用する上記した曲げモ−メント、
剪断力、フ−プストレス等の増大により、フランジ部の
破壊が避けられず、上記公知のＦＲＰ製フランジ付管の
フランジ部の破壊は、次ぎの理由により、管本体部とフ
ランジ部との境界箇所の劈開となるケ−スが多いと推定
される。

【００１３】即ち、前者の公知例においては、接着剤注
入時での気泡の抱込み、または、接着剤の硬化収縮等に
よる残留応力の発生等があり、これらの過酷な応力状態
に対して充分に安全に境界箇所を接着することは容易で
はない。

【００１４】後者の公知例においては、例えば、通常の
水道管の場合、ＦＲＰ管本体部の厚みは３ｍｍ程度であ
り、強化繊維の研削によるＦＲＰ管本体部の補強効果の
実質上の低下が懸念される。また、管本体部が既に硬化
を終了しているから、管本体部とフランジ部との境界箇
所の結合に、高分子鎖の絡み合いによる相互拡散的結合
を期待し難い。

【００１５】また、何れの公知例においても、管本体部
とフランジ部との境界箇所で強化繊維が中断されてい
る。而るに、この境界箇所に作用する応力が繊維に引張
り応力を作用させる応力成分を含んでいなければ、繊維
の中断は力学的に何らの影響も来さないが、この境界箇
所に作用する応力状態は、上記した〜の応力の合成
であって複雑であり、当該境界箇所で繊維が連続されて
いる場合、その境界箇所に作用する応力の一部が当該繊
維で負担されることの蓋然性は充分にあり、上記公知例
において、管本体部とフランジ部との間で繊維が中断さ
れていることは、それらの間の境界箇所での劈開防止に
不利である。

【００１６】更に、管本体部とフランジ部との境界箇所
に引張り応力が作用するにもかかわらず、上記した繊維
方向の引張り応力成分が小さく、境界箇所での繊維連続
化の技術的意義がない場合でも、その境界箇所近傍のフ
ランジ部分の繊維も、その引張り応力に対して実質上、
補強作用を営み得ず（境界箇所で繊維を連続させるとき
のその繊維の方向とその境界箇所近傍のフランジ部分の
繊維の方向とがほぼ等しい）、上記引張り応力に対し、
境界箇所近傍のフランジ部分の繊維が樹脂強化に寄与せ
ず、かえって、不純異物となって、当該境界箇所の破壊
が生じ易くなる。

【００１７】本発明の目的は、ＦＲＰ管本体部にウィ−
ピング発生防止手段を付加してＦＲＰ管の使用内圧を高
くする場合、管のフランジ部接合部に作用する力に対し
てフランジ部と管本体部との境界箇所を安定に保持でき
る繊維強化樹脂製フランジ付 管の製造方法を提供するこ
とにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】 本発明の 繊維強化樹脂製
フランジ付管の製造方法はマンドレルに供給部からの硬
化性樹脂含浸繊維材を巻回積層して未硬化の管本体部を
形成し、次いで、フランジ形成用の２枚の型板を供給部
から上記管本体部に至る硬化性樹脂含浸繊維材の同管本
体部の近傍部分を挾んで同管本体部上に脱型可能に定着
し、更に、これらの型板間に上記供給部からの硬化性樹
脂含浸繊維材の巻回を続けて未硬化のフランジ部を形成
し、而るのち、加熱により全体の樹脂を硬化させ、その
後、型板並びにマンドレルを脱型することを特徴とする
構成である。

【００１９】 また、 本発明の繊維強化樹脂製フランジ付
管の他の製造方法は、一端側に鍔板を有するマンドレル
に他端側よりウィーピング防止用成形体をスペーサを介
して挿通・支着し、そのマンドレル上に供給部からの硬
化性樹脂含浸繊維材を巻回積層して未硬化の管本体部を
形成し、この形成の最終時における硬化性樹脂含浸繊維
材の巻き付け箇所を鍔板側に位置させ、フランジ形成用
のアームを有する型板を供給部から上記管本体部に至る
硬化性樹脂含浸繊維材の同管本体部の近傍部分を鍔板と
で挾んで同管本体部上に、そのアームをマンドレルの支
持軸にクランプするように脱型可能に定着し、更に、こ
れらの型板と鍔板間に上記供給部からの硬化性樹脂含浸
繊維材の巻回を続けて未硬化のフランジ部を形成し、而
るのち、加熱により全体の樹脂を硬化させ、その後、型
板並びにマンドレルを脱型することを特徴とする構成で
ある。

【００２０】 尚、フィラメントワインディング法は、硬
化性樹脂含浸連続繊維材料をマンドレルに巻回した後、
樹脂を硬化し、必要によりマンドレルを脱型することを
特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法であり、硬
化性樹脂としては熱硬化性樹脂が多用されるが、場合に
よっては光硬化性であってもよい。

【００２１】 以下、本発明の構成を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の繊維強化樹脂製フランジ付管の
製造方法において使用する通常のフィラメントワインデ
ィング（以下、ＦＷと称する）装置の概略を示し、連続
繊維材がボビン１１から引き出され、この連続繊維材に
樹脂含浸槽１２において硬化性樹脂が含浸され、この硬
化性樹脂含浸連続繊維材がフィ−ドアイ１３を経て回転
中のマンドレル１に巻回積層されていく。

【００２２】 上記フィ−ドアイ１３においては、製品で
あるＦＲＰ製のフランジ付管に応じて、硬化性樹脂含浸
繊維材を所定の巻き付け角度並びに積層層数で巻回し得
るように、マンドレル１の回転軸に平行なＸ軸方向の正
逆走行、このＸ軸に対するＹ軸方向の正逆走行、更にＺ
軸方向の正逆走行、Ｚ軸に垂直な面での正逆回転（Ｕ運
動）並びにＹ軸に垂直な面での正逆回転（Ｗ運動）等が
可能とされている。これらの走行・回転の制御には通
常、ＡＣサ−ボモ−タが使用される。制御方式として
は、近接スイッチ等を使用したフィ−ドバック方式、予
め移動座標を記憶させたプログラムに従いコンピュ−タ
で制御するティ−チインプレ−バック方式等が使用され
る。制御精度は１ｍｍ以内であれば、充分である。

【００２３】 図２は本発明の方法で製造される繊維強化
樹脂製フランジ付管２の一実施例としてのＦＲＰ製のフ
ランジ付管継手（以下、メカニカルジョイントタイプと
称する）を示している。

【００２４】 図２において、２１はＦＲＰ製の継手本体
部である。２０は受口内面に固着したウィ−ピング防止
用成形体であり、ゴムリング装着溝並びに抜け止めリン
グ装着溝を備えている。２２は継手本体部２１の後端側
に設けたＦＲＰ製のフランジ部であり、後述するように
通常は円周巻された繊維材によって強化されている。

【００２５】 このフランジ付管継手による管の接続にお
いては、図３に示すように、一端にフランジ３１を有す
る管３２、例えば、水道管用鋳鉄管の一端に当該管継手
２のフランジ部２２がメカニカルジョイントにより接続
され（図３において、３３はパッキング、３４はボルト
である）、当該管継手２の受口に水道管用ＦＲＰ管３５
がゴムリング３６並びに抜け止めリング３７を介し差し
込み方式により接続される。この場合、ウィ−ピング防
止用成形体２０は、管継手２のＦＲＰ面への抜け止めリ
ング３７、ゴムリング３６、水道管用ＦＲＰ管先端部等
３５１の直接接触によるＦＲＰのマイクロクラックを阻
止し、かつ成形体２自体の優れた水密性によって管継手
２のウィ−ピング現象を防止し、使用内圧の高圧化を可
能にしている。

【００２６】 上記した請求項１記載の方法により、図２
に示すＦＲＰ製のフランジ付管継手を製造するには、ま
ず、図４の（イ）に示すように、ＦＷ装置のマンドレル
１にウィ−ピング防止用成形体２０をスペ−サ４１を介
して支着し、当該マンドレル１の両端に繊維係止用治具
４２を固定する。ついで、同上ＦＷ装置において、ボビ
ンより連続繊維材を引き出し、この繊維材を樹脂含浸槽
に通して硬化性樹脂の含浸を行い、図４の（イ）に示す
ように、この硬化性樹脂含浸繊維材ａをフィ−ドアイ１
３の少なくともＸ軸方向のトラバ−ス走行のもとで回転
中のマンドレル１に巻回し、各繊維係止用治具４２のピ
ンへの引っ掛けにより巻き返しを行って、所定の巻き付
け角度、所定の積層層数で巻回積層して、未硬化の管継
手本体部２１０を形成する。

【００２７】 そして、この形成の最終段階において、硬
化性樹脂含浸繊維材ａが未硬化管継手本体部２１０の後
端側に到来したときに、一旦、マンドレル１の回転を停
止し、図４の（ロ）に示すように、フランジ形成用の２
枚の型板５１，５１を、フィ−ドアイ１３に代表される
硬化性樹脂含浸繊維材の供給部（導出部）から未硬化管
継手本体部２１０に至る硬化性樹脂含浸繊維材の管継手
本体部近傍部分ａ’をこれらの型板５１，５１間に挾ん
だ状態で、当該管継手本体部２１０の後端側に定着す
る。

【００２８】 これらの型板５１，５１の定着において
は、図４の（ハ）に示す二つ割れであり、図４の（ロ）
に示すように、それぞれにア−ム５２を有する型板の各
ア−ム５２をマンドレル１の支持軸１０にクランプし、
割り型板５１，５１の両端５１１，５１１をボルト（図
示せず）で締結することが、定着状態の安定化のために
望ましい。この場合、２つ割り型板の片側の割れ箇所は
蝶番式に結合することも可能である。

【００２９】 各割り型板５１の未硬化管継手本体部２１
０との接触面には、脱型を容易にするために、離型剤を
塗布することが好ましい。上記のようにして、型板５
１，５１を定着すれば、マンドレル１の回転を再開し、
型板５１，５１間に硬化性樹脂含浸繊維材ａを通常は円
周巻に巻き付けて未硬化のフランジ部を形成する。

【００３０】 而るのちは、未硬化の半製品をマンドレル
と共に加熱炉に搬入し、樹脂を硬化させ、この硬化体か
ら型板並びにマンドレルを脱型し、硬化体両端のトリミ
ングを行い、これにて、ＦＲＰ製のフランジ付管継手の
製造を終了する。

【００３１】 図５は本発明の方法で製造される繊維強化
樹脂製フランジ付管の別実施例としてのＦＲＰ製のフラ
ンジ付管継手２を示し（以下、フランジジョイントタイ
プと称する）、フランジ部２２が管継手本体部２１の後
端に設けられている。２０は受口内面に固着されたウィ
−ピング防止用成形体である。

【００３２】 このフランジ付管継手による管の接続にお
いては、図６に示すように、一端にフランジ３１を有す
る管３２のフランジ３１に当該管継手２のフランジ部２
２がパッキング３３を介してボルト３４で締結され、当
該継手２の受口にＦＲＰ管３５がゴムリング３６並びに
抜け止めリング３７を介し差し込み方式により接続され
る。

【００３３】 上記した請求項２記載の方法により、図５
に示すＦＲＰ製のフランジ付管継手を製造するには、マ
ンドレル１には、図７の（イ）に示すように、一端に鍔
板５１０を有するものを使用し、まず、マンドレル１に
他端側よりウィ−ピング防止用成形体２０をスペ−サ４
１を介して挿通・支着し、同マンドレル１の他端に繊維
係止用治具４２を固定する。

【００３４】 次いで、マンドレル１を回転させ、硬化性
樹脂含浸繊維材ａをフィ−ドアイ１３の少なくともＸ軸
方向のトラバ−スのもとで巻回し、また、繊維係止用治
具４２並びに鍔板５１０で巻き返しを行って、所定の巻
き付け角度、所定の積層層数で巻回積層して、未硬化の
管継手本体部２１０を形成する。この形成の最終時にお
ける硬化性樹脂含浸繊維材の巻き付け箇所を鍔板５１０
側に位置させ、この状態でマンドレル１の回転を停止さ
せ、図７の（ロ）に示すように、鍔板５１０の手前にフ
ランジ形成用の型板５１を、フィ−ドアイ１３に代表さ
れる繊維材供給部から上記管継手本体部に至る同管継手
本体部近傍部分ａ’を鍔板５１０とで挾んだ状態で、定
着する。

【００３５】 而るのちは、マンドレル１の回転を再開
し、鍔板５１０と型板５１との間に硬化性樹脂含浸繊維
材を巻き付けて未硬化のフランジ部を形成し、更に、樹
脂を硬化させ、この硬化体から型板並びにマンドレルを
脱型し、硬化体両端のトリミングを行い、これにて、Ｆ
ＲＰ製のフランジ付管継手の製造を終了する。

【００３６】 上記何れの製造方法の例においても、型板
５１の定着のために、マンドレルを一旦停止させている
が、マンドレル１の回転を継続しつつ型板を定着するこ
とも可能である。例えば、図４の（ロ）並びに図７の
（ロ）において、２つ割り型板５１の締閉、拡開を自動
的に行わせるようにア−ム５２にサ−ボモ−タ等を仕組
み、未硬化の管継手本体部の形成が終了し硬化性樹脂含
浸繊維材の巻き付け位置が同管継手本体部の後端側に位
置する際に、マンドレル１の回転を継続させたままで２
つ割り型板５１を自動的に締閉させ、硬化性樹脂含浸繊
維材を型板５１，５１間または鍔板５１０と型板５１と
の間に案内して巻き付け、未硬化のフランジ部を形成す
ることが可能である。

【００３７】 図５に示す繊維 強化樹脂製フランジ付管
は、図２に示す繊維強化樹脂製フランジ付管に対し、未
硬化の管本体部を硬化性樹脂含浸繊維束でＦＷ法により
形成し、未硬化のフランジ部を、繊維材の少なくとも一
部が異なる方向の繊維からなるテ−プ状である硬化性樹
脂含浸繊維材でＦＷ法により形成し、他は図２に示す繊
維強化樹脂製フランジ付管と同じとしてある。

【００３８】 異なる方向の繊維からなるテ−プ状繊維材
は、束状繊維（トウやヤ−ンのロ−ビング）の一方向性
に対し、２以上の方向性を有するものであればよく、主
に互いに垂直に交わる繊維から構成される織布構造（例
えばクロス、ロ−ビングクロス）、編物構造（例えば、
すだれ状に編んだもの）等の他、不織布構造（例えば、
チヨップドストランドマットをテ−プ状に切断したも
の）を使用できる。

【００３９】 図５に示す繊維 強化樹脂製フランジ付管を
製造するには、前記と同様にして、ＦＷ装置のマンドレ
ルに、ウィ−ピング防止用成形体並びに繊維係止用治具
を固定し、ついで、同上ＦＷ装置において、ボビンより
束状繊維材を引き出し、この繊維材を樹脂含浸槽に通し
て硬化性樹脂の含浸を行い、この硬化性樹脂含浸束状繊
維材をマンドレルに巻回積層して、未硬化の管継手本体
部を形成する。そして、マンドレルの回転を停止し、硬
化性樹脂含浸束状繊維材を切断のうえ、フランジ形成用
の２枚の型板を、管継手本体部の後端側に定着し、而る
のち、マンドレルの回転を再開し、型板間に硬化性樹脂
含浸テ−プ状繊維材を、通常は円周巻に巻き付けて未硬
化のフランジ部を形成し、次いで、未硬化の半製品をマ
ンドレルと共に加熱炉に搬入し、樹脂を硬化させ、この
硬化体から型板並びにマンドレルを脱型し、硬化体両端
のトリミングを行い、これにて、ＦＲＰ製のフランジ付
管継手の製造を終了する。

【００４０】 または、マンドレルには、一端に鍔板を有
するものを使用し、前記と同様に、ウィ−ピング防止用
成形体並びに繊維係止用治具を固定し、マンドレルを回
転させ、硬化性樹脂含浸束状繊維材を巻回積層して、未
硬化の管継手本体部を形成し、更にマンドレルの回転を
停止させ、鍔板の手前にフランジ形成用の型板を定着
し、而るのち、マンドレルの回転を再開し、鍔板と型板
との間に硬化性樹脂含浸テ−プ状繊維材を巻き付けて未
硬化のフランジ部を形成し、次いで、樹脂を硬化させ、
この硬化体から型板並びにマンドレルを脱型し、硬化体
両端のトリミングを行い、これにて、ＦＲＰ製のフラン
ジ付管継手の製造を終了する。

【００４１】 上記何れのＦＲＰ製のフランジ付管におい
ても、フランジ部の外径はボルト締結が可能なように、
通常、フランジ箇所の管継手本体部の内径の１．１〜
１．７倍とされる。

【００４２】 上記において、管本体部形成のための硬化
性樹脂含浸繊維材の巻き付け角は、通常、±３０°〜±
７５°とされ、フランジ部形成のための硬化性樹脂含浸
繊維材の巻き付け角は、通常、ほぼ９０°とされる。

【００４３】 上記において、フィ−ドアイをＹ軸に垂直
な面内で正逆回転させることが好ましく、例えば、巻き
付け角が±３０°（マンドレルの回転軸の方向を基準と
し、反時計回りの方向を＋とする）の場合、±６０°の
範囲で正逆回転させることが好ましい。

【００４４】 フランジ付管 に使用する連続繊維材として
は、ヤ−ンやトウ等の束状繊維（ロ−ビング）が一般的
に使用されるが、請求項２記載のフランジ付管のフラン
ジ部の繊維材と同じテ−プ状繊維材を使用することも可
能である。

【００４５】 テ−プ状繊維材としては、ロ−ビングクロ
ステ−プ、クロステ−プ、すだれ状編みテ−プ、チヨッ
プドストランドテ−プ、コンティニアステ−プ等を使用
できる。

【００４６】 これらの繊維材の材質としては、ガラス繊
維、炭素繊維等の無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレ
ンテレフタレ−ト繊維等の有機繊維が挙げられる。上記
硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノ−ル樹脂等が挙げ
られる。

【００４７】 上記したウィ−ピング防止用成形体２０に
おいては、緻密な樹脂組織を有することが要求され、そ
の成形には、真空成形法（プラスチックプレ−ト原反を
真空成形金型を使用して、加熱下で減圧吸引成形し、成
形品の端面をカットする）、ブロ−成形法（押出機から
のバリソンを膨張させてブロ−成形型で成形し、成形品
の端面をカットする）または射出成形法等を使用できる
が、管挿口の管受口への挿入上の寸法精度を保障するた
めに、内径寸法精度に優れた射出成形法または真空成形
法を使用することが好ましい。

【００４８】 このウィ−ピング防止用成形体２０の樹脂
としては、管または管継手の受口の内面形状に成形可能
なものであれば使用でき、具体的には、エポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル、ビニルエステル樹脂、フェノ−ル
樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレ
ン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアミド、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポ
リエ−テル・エ−テルケトン等の熱可塑性樹脂等が挙げ
られる。上記マンドレルの材質としては、剛性が高く軽
量なもの、例えば、ステンレス、アルミニウム、ジュラ
ルミン等の金属、ウレタン等のゴム材、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリアミド、高密度ポリエチレン等
を使用できる。

【００４９】 なお、上記の例においては、フランジ付管
継手について説明されているが、本発明は水道管等の内
圧管、その他、フランジ接合される管状構造材等にも適
用される。

【００５０】

【作用】フランジ部の形成のために硬化性樹脂含浸繊維
材を巻き付ける際、管本体部がまだ未硬化状態であるか
ら、その後の加熱硬化によって、管本体部とフランジ部
とを、高分子鎖を絡み合わせて分子構造的に一体化で
き、管本体部とフランジ部との境界箇所の接着が強力と
なる。

【００５１】 管本体部 とフランジ部との間で強化繊維を
連続させる請求項１並びに請求項２の発明においては、
管本体部とフランジ部との境界箇所にその連続繊維の方
向（ほぼ周方向）に引張り応力が作用するような応力状
態の場合、その応力状態での連続繊維の方向と同一方向
の応力成分がその境界箇所での繊維で負担され、同境界
箇所の樹脂部分に作用する応力が軽減される。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ 製品は呼び径１５０の図２に示すメカニカルジョイント
タイプのフランジ付管継手であり、フランジ部の外径は
３００ｍｍ、フランジ部の厚さは２６ｍｍである。

【００５３】 ウィ−ピング防止用成形体２０には、厚さ
１ｍｍの塩化ビニル樹脂シ−トのブロ−成形品を使用し
た。繊維束にはガラス繊維ロ−ビング（番手２２３０ｇ
／ｋｍ）を１０本引き揃えたものを使用し、硬化性樹脂
には、ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂と脂環式酸無水
物系硬化剤と硬化促進剤（コバルト６重量％含有）とか
らなるエポキシ樹脂液を使用した。樹脂含浸繊維束にお
けるガラス繊維ロ−ビングの含有量は６０容量％とし
た。

【００５４】 図４の（イ）〜（ハ）により説明した方法
を使用し、管継手本体部は±６０°のヘリカル巻きで厚
み３ｍｍにて形成し（ただし、ウィ−ピング防止用成形
体の外面凹部を９０°の円周巻きで埋め、平滑にし
た）、硬化条件は硬化温度１３０℃，硬化時間２時間と
した。

【００５５】 実施例２ 製品は呼び径１５０の図５に示す請求項１に係るフラン
ジジョイントタイプのフランジ付管継手であり、フラン
ジ部の外径は３００ｍｍ、フランジ部の厚さは２６ｍｍ
である。

【００５６】 ウィ−ピング防止用成形体２０には、実施
例１で使用したものと同じものを使用した。繊維束には
ガラス繊維ロ−ビング（番手４５００ｇ／ｋｍ) を１０
本引き揃えたものを使用し、硬化性樹脂には、不飽和ポ
リエステル（オルソ系）１００重量部と硬化剤（メチル
エチルケトンパ−オキサイド）０．７重量部とからなる
不飽和ポリエステル樹脂液を使用した。樹脂含浸繊維束
におけるガラス繊維ロ−ビングの含有量は６０容量％と
した。

【００５７】 図７の（イ）並びに（ロ）により説明した
方法を使用し、管継手本体部は±６０°のヘリカル巻き
で厚み３ｍｍにて形成し（ただし、ウィ−ピング防止用
成形体の外面凹部を９０°の円周巻きで埋め、平滑にし
た）、硬化条件は硬化温度８０℃，硬化時間１．５時間
とした。

【００５８】 実施例３ 製品は呼び径１５０の請求項２に係るメカニカルジョイ
ントタイプのフランジ付管継手であり、フランジ部の外
径は３００ｍｍ、フランジ部の厚さは２６ｍｍである。

【００５９】 フランジ部用の繊維材にロ−ビングクロス
テ−プ（番手２００ｇ／ｍ² 、巾５０ｍｍ）を使用して
フランジ部を形成した以外、実施例１と同じとした。 実施例４ 製品は呼び径１５０の請求項２に係るフランジジョイン
トタイプのフランジ付管継手であり、フランジ部の外径
は３００ｍｍ、フランジ部の厚さは２６ｍｍである。

【００６０】 フランジ部用の繊維材に、すだれ編みガラ
ステ−プ（番手４５０ｇ／ｍ² 、巾５０ｍｍ）とガラス
繊維ロ−ビング（番手４５００ｇ／ｋｍ) １０本との組
合せを使用してフランジ部を形成した以外、実施例２と
同じとした。

【００６１】 比較例１ 実施例１に対し、管継手本体部を成形硬化したのち、フ
ランジ形成用の型板を取付け、フランジ部を成形硬化し
た以外、実施例１と同じとした。

【００６２】 比較例２ 実施例１に対し、ウィ−ピング防止用成形体の使用を省
略した（ウィ−ピング防止用成形体の代わりに、割型ス
ペ−サを使用した）以外、実施例１と同じとした。

【００６３】 このようにして製作した実施例品並びに比
較例品のそれぞれについて、フランジ部に孔径１９ｍｍ
の６個のボルト用孔を明け、同フランジ部に鉄製の盲フ
ランジ若しくは端板をボルトで取付け、受口に硬質塩化
ビニル管の一端をゴムリング並びに抜け止めリングを用
いて接続し、硬質塩化ビニル管の他端から徐々に水圧を
かけ、フランジ付管継手のフランジにスラスト荷重を作
用させたところ、実施例品においては、水圧５０ｋｇ／
ｃｍ² 〜６５ｋｇ／ｃｍ² のもとでもフランジ部の破損
は生じなかった。

【００６４】 これに対し、比較例１においては、５０ｋ
ｇ／ｃｍ² 以下でフランジ部に破損が生じ、比較例１に
おいては、５０ｋｇ／ｃｍ² 以下でウィ−ピングが発生
した。なお、実施例について、不等沈下を模擬してフラ
ンジ部に曲げモ−メントを作用させたところ、実施例３
は実施例１に較べ、また実施例４は実施例２に較べ、約
１．３倍の曲げモ−メントに耐え得た。従って、請求項
２に係るフランジ付管は不等沈下が問題となる直埋方式
で使用する場合に有利である。

【００６５】

【発明の効果】本発明の方法により製造されたＦＲＰ製
のフランジ付管において、ＦＲＰ管本体部へのウィ−ピ
ング防止手段の付加により使用内圧が高くされ、ＦＲＰ
フランジ部に作用する応力でＦＲＰ管の使用内圧が決せ
られるような場合、フランジ部に作用する応力状態に応
じて繊維の補強作用を効果的に発揮させることができ、
フランジ接合部に充分な耐圧性を付与できるから、ＦＲ
Ｐ製フランジ付管の使用内圧の高圧化を極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＲＰ製フランジ付管の製造に使用す
る通常のＦＷ装置を示す説明図である。

【図２】本発明の方法で製造されたＦＲＰ製フランジ付
管継手の一実施例の一部を側面図で示す断面図である。

【図３】図２に示す管継手の使用状態を、一部を側面図
で示す断面図である。

【図４】請求項１記載の発明の一実施例を示す説明図で
あり、図４の（イ）は未硬化管本体部の形成直後を、図
４の（ロ）は型板の定着直後を、図４の（ハ）は型板を
それぞれ示している。

【図５】本発明の方法で製造されたＦＲＰ製フランジ付
管継手の別実施例の一部を側面図で示す断面図である。

【図６】図５に示す管継手の使用状態を一部を側面図で
示す断面図である。

【図７】請求項２記載の発明の一実施例を示す説明図で
あり、図７の（イ）は未硬化管本体部の形成直後を、図
７の（ロ）は型板の定着直後をそれぞれ示している。

【符号の説明】

１ マンドレル ２ フランジ付管 ２１ 管本体部 ２２ フランジ部 ａ 硬化性樹脂含浸繊維材 ２１０ 未硬化の管本体部 ａ’ 硬化性樹脂含浸繊維材の未硬化管本体
部の近傍部分 ５１ 型板 ５１０ 鍔板

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 70/00 - 70/88 F16L 23/00 - 23/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンドレルに供給部からの硬化性樹脂含浸
   繊維材を巻回積層して未硬化の管本体部を形成し、次い
   で、フランジ形成用の２枚の型板を供給部から上記管本
   体部に至る硬化性樹脂含浸繊維材の同管本体部の近傍部
   分を挾んで同管本体部上に脱型可能に定着し、更に、こ
   れらの型板間に上記供給部からの硬化性樹脂含浸繊維材
   の巻回を続けて未硬化のフランジ部を形成し、而るの
   ち、加熱により全体の樹脂を硬化させ、その後、型板並
   びにマンドレルを脱型することを特徴とする繊維強化樹
   脂製フランジ付管の製造方法。
2. 【請求項２】 一端側に鍔板を有するマンドレルに他端側
   よりウィーピング防止用成形体をスペーサを介して挿通
   ・支着し、そのマンドレル上に供給部からの硬化性樹脂
   含浸繊維材を巻回積層して未硬化の管本体部を形成し、
   この形成の最終時における硬化性樹脂含浸繊維材の巻き
   付け箇所を鍔板側に位置させ、フランジ形成用のアーム
   を有する型板を供給部から上記管本体部に至る硬化性樹
   脂含浸繊維材の同管本体部の近傍部分を鍔板とで挾んで
   同管本体部上に、そのアームをマンドレルの支持軸にク
   ランプするように脱型可能に定着し、更に、これらの型
   板と鍔板間に上記供給部からの硬化性樹脂含浸繊維材の
   巻回を続けて未硬化のフランジ部を形成し、而るのち、
   加熱により全体の樹脂を硬化させ、その後、型板並びに
   マンドレルを脱型することを特徴とする繊維強化樹脂製
   フランジ付管の製造方法。