JP3287726B2 - Frp継手の製造方法およびその装置 - Google Patents

Frp継手の製造方法およびその装置

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JP3287726B2
JP3287726B2 JP06684295A JP6684295A JP3287726B2 JP 3287726 B2 JP3287726 B2 JP 3287726B2 JP 06684295 A JP06684295 A JP 06684295A JP 6684295 A JP6684295 A JP 6684295A JP 3287726 B2 JP3287726 B2 JP 3287726B2
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joint
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rubber
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薫 東久保
英明 高尾
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Sekisui Chemical Co Ltd
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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は下水道のシールド工法二
次覆工としてFRP管を用いる際に各FRP管を接続す
るために使用するFRP継手の製造方法およびその装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シールド工法はコンクリートによ
る二次覆工で管路を築造する方法が中心である。
【0003】しかしながら、上水道をはじめ通信、電
気、ガスなどのいわゆるライフラインが混在輻輳する都
市の地下環境ではシールド外径を可能な限り小さくする
ことが求められている。ところで、コンクリートに代わ
って流れのよいFRP管を使用すればセグメント外径を
縮小させることができる。そこで、現在ではFRP管に
よる二次覆工が広く行なわれている。そして、その際の
二次覆工用のFRP継手としてはFRPのハンドレイア
ップ成型品が用いられている。
【0004】しかしながら、前記した従来のFRP継手
は、ハンドレイアップで成型するため材料強度が低く、
また手作業のため品質がバラつくという問題があった。
【0005】本発明は、従来の上述のような問題点に鑑
みて発明したもので、その目的とするところは材料強度
に優れ、品質的に安定しているシールド工法二次覆工用
FRP継手の製造方法およびそれに使用する装置を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の手段として、本発明のFRP継手の製造方法では、拡
径、縮径が可能な金属製マンドレルの外周面に不織布を
巻つけ、樹脂を塗布しその上にカットされたロービング
を樹脂にてマンドレルの外周面に吹き付け、更にロービ
ングを周方向に巻き付け、更にその上に不織布を積層し
硬化させてFRP管を製造するFRP管製造工程と、F
RP管を製造したマンドレルを縮径しマンドレルからF
RP管を脱型するFRP管脱型工程と、脱型したFRP
管を所定寸法に切断して継手用FRP管を形成すると共
にそのFRP管内面をサンディングする継手用FRP管
形成工程と、継手用FRP管の内面のサンディング面に
シール用ゴムを貼り付けるゴム貼り付け工程と、からな
る方法を採用した。また、前記ゴム貼り付け工程は、所
定の内径寸法になるように両端を接続した円形のシール
用ゴムの裏面とFRP管切断工程で形成した継手用FR
P管の内面に接着剤を塗布し、接着剤を塗布した継手用
FRP管の内面に接着剤を塗布したシール用ゴムの裏面
を貼り付けた後、シール用ゴムに当接する当接面をシー
ル用ゴムの表面の凹凸面に係合する形状に形成すると共
に外周長をシール用ゴム内周長より大きめに形成した押
さえゴムをシール用ゴムに押し当てて継手用FRP管の
内面にシール用ゴムを貼り付けることにより行なうこと
ができる。また、前記ゴム貼り付け工程は、所定の内径
寸法になるように両端を接続した円形のシール用ゴムの
裏面とFRP管切断工程で形成した継手用FRP管の内
面に接着剤を塗布し、接着剤を塗布した継手用FRP管
の内面に接着剤を塗布したシール用ゴムの裏面を貼り付
けた後、シール用ゴムに当接する当接面をシール用ゴム
の表面の凹凸面に係合する形状に形成したゴム製の押え
片を鋼板に接着して形成した押え板の押え片をシ−ル用
ゴムに当てたのち、継手用FRP管とシ−ル用ゴムと押
え片とをクランプで挟圧して継手用FRP管の内面にシ
ール用ゴムを貼り付けることにより行なうこともでき
る。また、本発明のFRP継手の製造装置では、中空な
軸芯を中心に金型が上下に分割し、下半円形部分が軸芯
に固定され、上半円形部分が上下方向に移動することに
より拡径、縮径ができ、FRPを積層し、FRPの硬化
後にFRP管を脱型できる構造の金属製マンドレルと、
前記金属製マンドレルを回転させる駆動ユニットと、前
記金属製マンドレルの外周面に不織布を巻き付ける不織
布巻き付けユニットと、不織布の上から樹脂を吹付けて
塗布する樹脂塗布ユニットと、ロービングガラスを一定
の長さに切断すると共に切断されたロービングガラスを
スプーレガンから噴霧された樹脂と共に回転しているマ
ンドレルの外表面に吹き付けて積層するチップ状ロ−ビ
ングガラス積層ユニットと、回転しているマンドレルの
周方向にロービングガラスを巻き付けるロ−ビングガラ
ス巻き付けユニットと、吹き付けた樹脂を不織布、チッ
プ状ロービングガラス、ロービングガラスに含浸させる
ための含浸用回転ローラと、含浸用回転ローラにガラス
繊維が付着するのを防止するためのスチレンをスプレー
するスチレンスプレーと、前記ロ−ビングガラスの上か
ら不織布を巻き付ける不織布巻き付けユニットと、回転
するマンドレルの外周面に不織布、ロービングガラス、
樹脂、およびスチレンを逐次供給することができるよう
にこれらを配置すると共に、前記マンドレルの一端から
他端まで移動可能に形成した材料供給ユニットからなる
FRP管の製造装置と、金属製マンドレルから脱型した
FRP管を回転させながらサンデングと同時に切断して
継手用FRP管を形成する継手用FRP管形成装置と、
からなる構成とした。
【0007】
【作用】本発明のFRP継手の製造方法およびその装置
では、前記のように構成したので、材料強度に優れ、安
定した品質のFRP継手を効率よく製造することができ
る。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。
【0009】まず、FRP継手の製造方法について説明
する。本発明のFRP継手の製造方法は、金属製マンド
レルの外周面にガラス繊維及び樹脂を積層し硬化させる
FRP管製造工程と、FRP管をマンドレルから脱型す
るFRP管脱型工程と、脱型したFRP管を切断して継
手用FRP管を形成すると共に内面をサンディングする
継手用FRP管形成工程と、継手用FRP管の内面のサ
ンディング面にシール用ゴムを貼り付けるゴム貼り付け
工程とからなるものである。
【0010】そして、各工程を順次説明すると、まずF
RP管製造工程は、図1(イ) 〜(ホ)に示すように、マン
ドレル1の外周長が所定の長さになるようにハンドル2
を回してスクリュ−ジャッキ3で拡径しながらマンドレ
ル1の外径寸法を調整し、下半円形部分1aと上半円形
部分1bの間隙にテープ4を貼り間隙処理をする。次
に、マンドレル1の外表面に離型剤5を塗布する。離型
剤5としてはシリコン系、ワックス系を使用する。次に
マンドレル1を回転させながら幅17cmの不織布6を
10〜20mmラップでマンドレル全外面に巻き付け
る。次に樹脂7をスプレーガン8で不織布6に塗布す
る。次に番手3460のロービングガラス9を4本ロ−
ビングガラス用カッタ−10に供給しロービングガラス
9を25mm長さのチョップ状にカットすると同時に樹
脂11をスプレーガン12で噴霧してチョップ状ロ−ビ
ングガラス13をマンドレル外面に巻かれた不織布6の
上に吹き付ける。更にその上にマンドレル1の周方向に
番手2310のロービングガラス14を32本一方向に
全外周巻き付ける。そして、含浸用回転ローラ15にス
チレン16を5秒毎にスプレーさせながら回転させ巻き
付けたロービングガラス14にスプレーアップした樹脂
11を含浸させる。次にその上から不織布17を巻き付
ける。これらのガラス繊維の巻き付け積層は回転してい
る6m長さのマンドレル1に一端から巻き付け始め、不
織布、ロービングガラス、樹脂、スチレン等を載せた材
料供給ユニットfを逐次移動させながら他端まで全外周
巻き付け積層する。ガラス繊維の巻き付け積層後3時間
回転させ樹脂を常温で硬化させる。
【0011】次のFRP管脱型工程では、図1(ヘ) に示
すように、FRP層の硬化後マンドレル1のハンドル2
を回してスクリュージャッキ3を下げてマンドレル1を
縮径し、マンドレル1の駆動ユニットaと反対側のFR
P管Aの一端に穴を開けそこにワイヤーを通しワイヤー
を引っ張りFRP管Aをマンドレル1から脱型する。
【0012】次の継手用FRP形成工程では、図1(ト)
に示すように、前記工程で脱型したFRP管Aを駆動ロ
−ラ18とフリ−ロ−ラ19の上に載せ、駆動ロ−ラ1
8を駆動してFRP管Aを回転させながらFRP管Aの
内面をサンディング装置20でサンディングすると共に
FRP管切断装置21の回転刃22で所定の長さに切断
して継手用FRP管Bを形成する。
【0013】次のゴム貼り付け工程では、図1の(チ) 〜
(ヌ) に示すように、所定の内径寸法になるように両端を
接続した円形のシール用ゴム23の裏面にエポキシ系接
着剤をハケ24で塗布し、更にサンディングされたFR
P管Bの内面にもエポキシ系接着剤を塗布した後、サン
ディングされたFRP管Bの内面に、エポキシ系接着剤
塗布したシール用ゴム23の裏面を貼り付けてFRP継
手Cを製造するものである。接着剤を塗布する部分は、
あらかじめアセトンで拭いてゴミ、埃や油等を取り除い
ておく。接着剤としては、エポキシ系接着剤の主剤エス
ロン#400A(積水化学工業株式会社登録商標)と硬
化剤エスロン#400B(積水化学工業株式会社登録商
標)を2:1の重量比になるよう計量し撹拌して混合し
たものを使用することが好ましい。
【0014】FRP管B内面へのシ−ル用ゴム23の貼
り付け方法は、図2に示すように、所定の内径寸法にな
るように両端を接続した円形のシール用ゴム23の裏面
とFRP管切断工程で形成した継手用FRP管Bの内面
に接着剤を塗布し、接着剤を塗布した継手用FRP管B
の内面に接着剤を塗布したシール用ゴム23の裏面を貼
り付けた後、シール用ゴム23に当接する当接面25を
シール用ゴム23の表面の凹凸面に係合する形状に形成
すると共に外周長をシール用ゴム内周長より大きめに形
成した押えゴム26をシール用ゴム23に押し当てて継
手用FRP管Bの内面にシール用ゴム23を貼り付ける
ことにより行なうことができる。この場合、押えゴム2
6の周長がシ−ル用ゴム23の内周長より長いために押
えゴム26が納まらない部分が発生するが、これを更に
押し広げて納めてシ−ル用ゴム23をFRP管Bの内面
に押し付ける。
【0015】また、図3に示すように、所定の内径寸法
になるように両端を接続した円形のシール用ゴム23の
裏面とFRP管切断工程で形成した継手用FRP管Bの
内面に接着剤を塗布し、接着剤を塗布した継手用FRP
管Bの内面に接着剤を塗布したシール用ゴム23の裏面
を貼り付けた後、シール用ゴム23に当接する当接面2
7をシール用ゴム23の表面の凹凸面に係合する形状に
形成したゴム製の押え片28を鋼板29に接着して形成
した押え板30の押え片28をシ−ル用ゴム23に当て
たのち継手用FRP管Bとシ−ル用ゴム23と押え片2
8とをクランプ31で挟圧して継手用FRP管Bの内面
にシール用ゴム23を貼り付けることにより行なうこと
もできる。本実施例では、押え板30は全周を4分割し
た形状に形成している。
【0016】次に、本実施例の方法で製造したFRP継
手と従来のハンドレイアップで製造したFRP継手の強
度試験の結果を表1に示す。
【表1】
【0017】次に、本発明実施例のFRP継手の製造装
置について説明する。本実施例のFRP継手の製造装置
は、FRPを積層し、FRPが硬化したのち、脱型でき
る構造の金属製マンドレル1と、金属製マンドレル1を
回転させる駆動ユニットaと、前記金属製マンドレル1
の外周面に不織布を巻き付ける不織布巻き付けユニット
bと、ロービングガラス9をロ−ビングガラス用カッタ
−10で一定の長さに切断すると共に切断されたロービ
ングガラス13をスプーレガン12から噴霧された樹脂
11と共に回転しているマンドレル1の外表面に吹き付
け積層するチップ状ロ−ビングガラス積層ユニットc
と、回転しているマンドレル1の周方向にロービングガ
ラス14を巻き付けるロ−ビングガラス巻き付けユニッ
トdと、吹き付けた樹脂11を不織布6、カッテングし
たチップ状ロービングガラス13、ロービングガラス1
4に含浸させるための含浸用回転ローラ15と、更に含
浸用回転ローラ15にガラス繊維が付着するのを防止す
るためのスチレン16をスプレーするスチレンスプレー
32と、前記ロ−ビングガラス14の上から不織布17
を巻き付ける不織布巻き付けユニットeと,回転するマ
ンドレル1の外周面に不織布6,17、ロービングガラ
ス9,14、樹脂7,11、スチレン16を順次供給で
きるようにマンドレル1の一端から他端まで移動可能に
形成されると共に不織布6,17、ロービングガラス
9,14、樹脂7,11、スチレン等を適宜配置した材
料供給ユニットfからなるFRP管製造装置と、金属製
マンドレル1から脱型したFRP管Aを回転させながら
サンデングと同時に切断して継手用FRP管Bを形成す
る継手用FRP管形成装置33と、から構成されてい
る。
【0018】前記金属製マンドレル1は、図4に示すよ
うに、中空な軸芯34を中心に金型が上下に分割し、下
半円形部分1aが軸芯34に固定され、上半円形部分1
bがスクリュ−ジャッキ3を回転させることにより上下
方向に移動し、マンドレル1の外径が拡径、縮径するよ
うに構成されている。
【0019】前記駆動ユニットaは、金属製マンドレル
1を回転させるためのもので、図5に示すように、モ−
タ35でマンドレル1の回転軸36を回転するように構
成している。37はベルトである。
【0020】前記不織布巻き付けユニットbは、金属製
マンドレル1の上から不織布6を巻き付けるためのもの
で、材料供給ユニットfに配置したロ−ル状不織布から
不織布6を引き出してマンドレル1にラップさせながら
巻き付けるようにしている。
【0021】前記チップ状ロ−ビング積層ユニットc
は、ロービングガラス9を一定の長さに切断すると共に
切断されたロービングガラス13をスプーレガン12か
ら噴霧された樹脂11と共に回転しているマンドレル1
の外表面に吹き付け積層するようためのものである。ロ
−ビングガラス9の切断は、放射状に一定間隔に刃を植
えたマルチブレードの回転刃とカンターロールとを噛み
合わせたロ−ビングガラス用カッタ−10により行なっ
ている。38は材料供給ユニットfにおいたロ−ビング
ガラス束である。
【0022】前記ロ−ビングガラス巻き付けユニットd
は、回転しているマンドレル1の周方向にロービングガ
ラス14を巻き付けるためのもので、材料供給ユニット
fにおいたロ−ビングガラス束39から引き出して使用
している。
【0023】前記含浸用回転ロ−ラ15は、吹き付けた
樹脂11を不織布6、カッテングしたチップ状ロービン
グガラス13、ロービングガラス14に含浸させるため
のものである。
【0024】前記スチレンスプレ−32は、前記含浸用
回転ローラ15にガラス繊維が付着するのを防止するた
めのもので、材料供給ユニットfに配置したスチレンタ
ンクのスチレンを前記含浸用回転ローラ15に吹付ける
ことにより行なっている。
【0025】前記不織布巻き付けユニットeは、ロ−ビ
ングガラス14の上から不織布17を巻き付けるための
もので、材料供給ユニットfに配置したロ−ル状不織布
から不織布17を引き出してロ−ビングガラス14の上
にラップさせながら巻き付けるようにしている。
【0026】前記材料供給ユニットfは、回転するマン
ドレル1の外周面に不織布6,17、ロービングガラス
9,14、樹脂7,11、スチレン16を順次供給でき
るようにするためのもので、それらのものを配置すると
共に、マンドレル1の一端から他端まで移動可能に形成
している。
【0027】前記継手用FRP管形成装置33は、図6
及び図7に示すように、FRP管Aを回転させるための
駆動部40を備えた駆動ローラ18とフリ−ローラ19
と、FRP管Aの内面をサンディングするためのサンデ
ィング装置20と、FRP管Aを外面から切断するため
の回転刃22を備えたFRP切断装置21とから構成さ
れている。
【0028】以上、本発明の実施例について説明してき
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発
明に含まれる。例えば、実施例ではスクリュ−ジャッキ
を用いてマンドレルの拡径及び縮径を行なうようにして
いるが、これ以外に油圧機構を用いた油圧シリンダ−の
長さの調整により行なうようにしてもよい。また、実施
例ではマンドレルからFRP管を脱型するためにマンド
レルの外周面に離型剤を塗布しているが、これ以外に離
型用フィルムを巻き付けることにより行なうこともでき
る。離型フィルムとしては、例えば、東レ株式会社製の
ルミラ−(商品名)のタイプN−10(材質はポリエス
テルフィルムで、幅25mm)を使用する。
【0029】
【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明によ
れば、機械でFRPを成型するため、ガラスコンテスト
の高い材料強度の優れた製品が得られる。また、本発明
では、チップ状ロービングガラスと周方向ロービングガ
ラスを配置して積層しているので、チップ状ロービング
ガラスと周方向ロービングガラスの量を調整することに
よりバランスのとれた高強度の製品が得られる。従って
使用用途に応じたFRP継手を自由に設計し、かつ製造
することができるという効果がある。また、本発明で
は、機械でFRPを成型するので非常に品質の安定した
製品が得られる。また、本発明では、一回のFRPの成
型で数十個の継手用管ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のFRP継手の製造方法を示す説
明図である。
【図2】シ−ル用ゴムの貼り付け状態を示す説明図であ
る。
【図3】シ−ル用ゴムの他の貼り付け状態を示す説明図
である。
【図4】金属製マンドレルを示す断面図である。
【図5】本発明実施例の製造装置を示す説明図である。
【図6】継手用FRP管形成装置を示す側面図である。
【図7】サンディング装置を示す説明図である。
【符号の説明】
A FRP管 B 継手用FRP管 C FRP継手 a 不織布巻き付けユニット b 樹脂塗布ユニット c チップ状ロ−ビングガラス巻き付けユニット d ロ−ビングガラス巻き付けユニット e 不織布巻き付けユニット f 材料供給ユニット 1 金属製のマンドレル 1a 下半円形部分 1b 上半円形部分 6 不織布 7 樹脂 8 スプレ−ガン 9 ロ−ビングガラス 10 ロ−ビングガラス用カッタ 11 樹脂 12 スプレ−ガン 13 チップ状ロ−ビングガラス 14 ロ−ビングガラス 15 含浸用回転ロ−ラ 16 スチレン 17 不織布 33 継手用FRP管形成装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // B29K 101:10 B29C 67/14 C 105:08 N B29L 23:00 Y (56)参考文献 特開 昭62−44432(JP,A) 特開 平5−57798(JP,A) 特開 平6−210643(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 70/00 - 70/88 B29C 33/00 - 33/76 B29C 65/00 - 65/82

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 拡径、縮径が可能な金属製マンドレルの
    外周面に不織布を巻つけ、樹脂を塗布しその上にカット
    されたロービングを樹脂にてマンドレルの外周面に吹き
    付け、更にロービングを周方向に巻き付け、更にその上
    に不織布を積層し硬化させてFRP管を製造するFRP
    管製造工程と、 FRP管を製造したマンドレルを縮径しマンドレルから
    FRP管を脱型するFRP管脱型工程と、 脱型したFRP管を所定寸法に切断して継手用FRP管
    を形成すると共にそのFRP管内面をサンディングする
    継手用FRP管形成工程と、 継手用FRP管の内面のサンディング面にシール用ゴム
    を貼り付けるゴム貼り付け工程と、からなることを特徴
    とするFRP継手の製造方法。
  2. 【請求項2】 所定の内径寸法になるように両端を接続
    した円形のシール用ゴムの裏面とFRP管切断工程で形
    成した継手用FRP管の内面に接着剤を塗布し、接着剤
    を塗布した継手用FRP管の内面に接着剤を塗布したシ
    ール用ゴムの裏面を貼り付けた後、シール用ゴムに当接
    する当接面をシール用ゴムの表面の凹凸面に係合する形
    状に形成すると共に外周長をシール用ゴム内周長より大
    きめに形成した押さえゴムをシール用ゴムに押し当てて
    継手用FRP管の内面にシール用ゴムを貼り付けること
    を特徴とする請求項1記載のFRP継手の製造方法。
  3. 【請求項3】 所定の内径寸法になるように両端を接続
    した円形のシール用ゴムの裏面とFRP管切断工程で形
    成した継手用FRP管の内面に接着剤を塗布し、接着剤
    を塗布した継手用FRP管の内面に接着剤を塗布したシ
    ール用ゴムの裏面を貼り付けた後、シール用ゴムに当接
    する当接面をシール用ゴムの表面の凹凸面に係合する形
    状に形成したゴム製の押え片を鋼板に接着して形成した
    押え板の押え片をシ−ル用ゴムに当てたのち、継手用F
    RP管とシ−ル用ゴムと押え片とをクランプで挟圧して
    継手用FRP管の内面にシール用ゴムを貼り付けること
    を特徴とする請求項1記載のFRP継手の製造方法。
  4. 【請求項4】 中空な軸芯を中心に金型が上下に分割
    し、下半円形部分が軸芯に固定され、上半円形部分が上
    下方向に移動することにより拡径、縮径ができ、FRP
    を積層し、FRPの硬化後にFRP管を脱型できる構造
    の金属製マンドレルと、 前記金属製マンドレルを回転させる駆動ユニットと、 前記金属製マンドレルの外周面に不織布を巻き付ける不
    織布巻き付けユニットと;不織布の上から樹脂を吹付け
    て塗布する樹脂塗布ユニットと;ロービングガラスを一
    定の長さに切断すると共に切断されたロービングガラス
    をスプーレガンから噴霧された樹脂と共に回転している
    マンドレルの外表面に吹き付けて積層するチップ状ロ−
    ビングガラス積層ユニットと;回転しているマンドレル
    の周方向にロービングガラスを巻き付けるロ−ビングガ
    ラス巻き付けユニットと;吹き付けた樹脂を不織布、チ
    ップ状ロービングガラス、ロービングガラスに含浸させ
    るための含浸用回転ローラと;含浸用回転ローラにガラ
    ス繊維が付着するのを防止するためのスチレンをスプレ
    ーするスチレンスプレーと;前記ロ−ビングガラスの上
    から不織布を巻き付ける不織布巻き付けユニットと;回
    転するマンドレルの外周面に不織布、ロービングガラ
    ス、樹脂、およびスチレンを逐次供給することができる
    ようにこれらを配置すると共に、前記マンドレルの一端
    から他端まで移動可能に形成した材料供給ユニットと;
    からなるFRP管製造装置と、 金属製マンドレルから脱型したFRP管を回転させなが
    らサンデングと同時に切断して継手用FRP管を形成す
    る継手用FRP管形成装置と、からなることを特徴とす
    るFRP継手の製造装置。
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