JP5427543B2 - 円筒状部材の接合方法、円筒状成形体の成形方法および成形体 - Google Patents

Description

本発明は、円筒状部材の接合方法、円筒状成形体の成形方法および成形体に関する。

繊維強化樹脂製成形体は、軽量で高強度であるため、多用されてきている。その管状体の成形には、一般的にハンドレイアップ成形法、フィラメントワインディング法やシートワインディング法が用いられている。ハンドレイアップ成形法は、成形型に、人手で樹脂を刷毛やローラで含浸させ、また脱泡しながら所定の厚さまで積層するものであり、また、フィラメントワインディング法は、連続繊維に樹脂を含浸させながら、回転するマンドレル（筒状の金属製が多い）に適宜の巻き付け角で巻き付けて所定の形状に成形するものであり（例えば特許文献１参照）、シートワインディング法は、ロール状に巻き取られた強化繊維の織布を、芯材の周囲にヘリカル状に巻回し、その織布に樹脂を含浸させて硬化させるものである（例えば特許文献２参照）。

しかし、これらの成形法は流動液状の樹脂を強化繊維に含浸させながら成形型に巻き付けていくため、樹脂がまだ固化されておらず、直接触れて確認できないこと等から、強化繊維の巻き付けた肉厚の管理が困難であるし、また、硬化剤を混入させていると、時間経過とともに硬化が進行するため、作業を途中で中断することができないこと等から、比較的大型の成形品を製造するには好ましくなく、コストがかかるし、また、製造中にスチレン等が揮散する問題等もある。

一方、近年、真空吸引等による減圧下で成形を行う真空注入成形法が種々提案されている。
この真空注入成形法については、例えば特許文献３にその基本的な技術が開示されており、これは、成形型に繊維レイアップ層を配置し、この上に樹脂分配用の注入管を配設してバッグフィルムで包被するとともに、その周囲をシールして、真空吸引されたバッグフィルム内に樹脂を注入することにより成形品とする成形法であり、これに類するものとして、成形型の上に、強化繊維基材を配置し、適宜離型材を介して樹脂拡散材を設け、これをバッグフィルムで覆い、シールしてバッグフィルムで覆われた内部を真空減圧状態としてバッグフィルム内に樹脂を注入することにより成形品とする成形法がある（例えば、特許文献４、５参照）。

しかし、かかる真空注入成形法を、繊維強化樹脂製管状体、特に繊維強化樹脂製チーズに用いるのは種々問題がある。例えば、樹脂を含浸しないドライの状態で回転円筒型・円筒製品に強化繊維を必要量・必要肉厚として被覆する場合、シート状の強化繊維をそのまま円筒型・円筒製品に巻き付け真空にすると、強化繊維が圧縮され余った部分が軸方向にシワとなって発生し、このシワは成形後の製品の外観を悪化させるだけでなく、強度も低下させる原因となる。

特公平０６−２６８５８号公報 特開２００７−１３６９９７号公報 特開平１０−５０４５０１号公報 特開２００２−３０７４６３号公報 特開昭６０−８３８２６号公報

本発明の課題は、このような事情の下、シワの発生がなく、外観良好で、強度を保持させた円筒状部材の接合方法や円筒状成形体の成形方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、上記接合方法や成形方法において、略円筒状部材の接合部の補強を、所定の強化繊維基材を用いるインフュージョン成形により行うことが課題解決に資することを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、略円筒状部材同士の端面を突き合わせて接合する円筒状部材の接合方法であって、
強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向および横方向に位置をずらしながら配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされることを特徴とする円筒状部材の接合方法が提供される。

また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記シート状物は、各シート状物の一端を、重なり合った他のシート状物の他端に対し、周方向の位置がずれるように配置されることを特徴とする接合方法が提供される。

また、本発明の第３の発明によれば、第１または２の発明において、前記シート状物は、その周方向の長さが所定長に揃えられていることを特徴とする接合方法が提供される。

また、本発明の第４の発明によれば、第１〜３のいずれかの発明において、前記シート状物は、その周方向の長さが接合部の外周長に対し約１／２〜１／１６の範囲のものであることを特徴とする接合方法が提供される。

また、本発明の第５の発明によれば、第１〜４のいずれかの発明において、前記樹脂管の管端面は斜め方向に切断され、管端面を突き合わせて屈曲形態に接合することを特徴とする接合方法が提供される。

また、本発明の第６の発明によれば、第１〜５のいずれかの発明において、さらに強化繊維基材層の上に離型材または樹脂拡散部材を配設するか、あるいは離型材及び樹脂拡散部材をその順またはその逆順に配設することを特徴とする接合方法が提供される。

また、本発明の第７の発明によれば、第６の発明において、強化繊維基材層の上に離型材を敷設し、さらに離型材の上に樹脂拡散部材を敷設することを特徴とする接合方法が提供される。

また、本発明の第８の発明によれば、強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向および横方向に位置をずらしながら配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされることを特徴とする円筒状成形体の成形方法が提供される。

また、本発明の第９の発明によれば、強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向および横方向に位置をずらしながら配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされ、
前記円筒状部材は、前記端面に対し交差する方向を回転軸として回転可能に設けられることを特徴とする円筒状成形体の成形方法が提供される。
また、本発明の第１０の発明によれば、強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向に位置をずらしながら配設される複数種類の幅寸法を有する複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされ、
前記円筒状部材は、前記端面に対し交差する方向を回転軸として回転可能に設けられることを特徴とする円筒状成形体の成形方法が提供される。

また、本発明の第１１の発明によれば、第８〜１０のいずれかの発明において、前記シート状物は、各シート状物の一端を、重なり合った他のシート状物の他端に対し、周方向の位置がずれるように配置されることを特徴とする成形方法が提供される。

また、本発明の第１２の発明によれば、第８〜１１のいずれかの発明において、前記シート状物は、その周方向の長さが所定長に揃えられていることを特徴とする成形方法が提供される。

また、本発明の第１３の発明によれば、第８〜１２のいずれかの発明において、前記シート状物は、その周方向の長さが接合部の外周長に対し約１／２〜１／１６の範囲のものであることを特徴とする成形方法が提供される。

また、本発明の第１４の発明によれば、第８〜１３のいずれかの発明において、前記略円筒状部材の端面は斜め方向に切断され、端面を突き合わせて屈曲形態に接合することを特徴とする成形方法が提供される。

また、本発明の第１５の発明によれば、第８〜１４のいずれかの発明において、さらに強化繊維基材層の上に離型材または樹脂拡散部材を配設するか、あるいは離型材及び樹脂拡散部材をその順またはその逆順に配設することを特徴とする成形方法が提供される。

また、本発明の第１６の発明によれば、第１５の発明において、強化繊維基材層の上に離型材を敷設し、さらに離型材の上に樹脂拡散部材を敷設することを特徴とする成形方法が提供される。

また、本発明の第１７の発明によれば、第８〜１６のいずれかの成形方法で得られる成形体が提供される。

また、本発明の第１８の発明によれば、第１７の発明において、成形体が屈曲形状、分岐形状または異径形状のものであることを特徴とする成形体が提供される。

また、本発明の第１９の発明によれば、第１８の発明において、成形体がエルボ形状またはチーズ形状のものであることを特徴とする成形体が提供される。

また、本発明の第２０の発明によれば、第１７〜１９のいずれかの発明において、成形体が管継手であることを特徴とする成形体が提供される。

また、本発明の第２１の発明によれば、第２０の発明において、管継手がエルボ、チーズ、十字管又はレデューサであることを特徴とする成形体が提供される。

本発明の接合方法や成形方法によれば、所定の肉厚になっているか直接触れて測定確認でき、樹脂を供給する前であればトラブルが発生した時に作業を中断でき、また、バッグフィルムで覆った中に樹脂を注入するので、樹脂中の溶剤等の気化飛散がなく、作業環境が改善され、また、成形時、特に回転型での成形時におけるシワの発生を抑えることができるので、外観の向上・強度の保持が可能になる。

実施例１において、円筒状部材同士をそれらの端面にて突き合わせた状態を示す模式図である。 実施例１で得られるエルボ形状成形体の模式図である。 実施例１で用いられる強化繊維基材の一例の模式図である。 図３の強化繊維基材を巻き付けた状態を示す模式図である。 実施例１で用いられる各種部材の配設態様の一例を示す模式図である。 実施例２で用いられる強化繊維基材の別の一例の模式図である。 強化繊維基材の配設態様の一例を示す模式図である。 強化繊維基材の配設態様のさらに別の一例の模式図である。

本発明の接合方法においては、先ず、強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する。次いで、前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封したのち、前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入し、さらに注入した該樹脂を硬化或いは固化させる。
そして、本発明の接合方法において、前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされるように略風車状に配設される。
強化繊維基材としては、所定の長さにカットされたシート状物等が挙げられ、シート状物は、上記円筒状部材の外周面に直接に巻回されるバインダーを介在してなる形態のものであってもよい。
シート状物の配設は、周方向および横方向に位置をずらしながら行われるか、或いは複数枚のシート状物として複数種類の幅寸法を有するもの（好ましくは幅が少しずつ異なるもの）が用いられる場合、周方向に位置をずらしながら行われ、好ましくはいずれも図７，８に示されるように両端面がなだらかになるように積層され、全体として央部に必要幅が確保され、両端部側に向かって徐々に減肉していくように配設される。
シート状物のサイズとしては例えば上記円筒状部材相互の外周面における外周長を約２分割から６分割する長さに相当する大きさのものや、さらに高次に分割（例えば７〜１６や、７〜５０分割）して多重に重なり合うようにしたものなどが挙げられる。

また、本発明の接合方法においては、好ましくは、強化繊維基材層の上にさらに離型材または樹脂拡散部材を配設するか、あるいは離型材及び樹脂拡散部材をその順またはその逆順に配設するのがよい。

また、強化繊維基材を構成する強化繊維としては、例えばガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などが挙げられ、強化繊維基材としては、例えばガラスクロス、カーボンクロス、ケブラークロスなどの編織物、不織布、チョップドストランドマット、繊維ステッチ材、強化繊維編織物と綿状材のサンドウィッチ構造材等が挙げられ、その他、円筒状部材の外周面に沿って配設される複数枚のシート状の外層基材を備え、各外層基材は、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他の外層基材の外面に重なり合うようにして配設されて、円筒状部材の周方向に沿って重ね張りされるようなものも用いられ、このものの場合、前記複数枚の外層基材は、各外層基材の一端を、重なり合った他の外層基材の他端に対し、周方向の位置がずれるように配置されるのが好ましく、また、そのサイズとしては例えば円筒状部材の外周長を約２分割から６分割する長さに相当する大きさのものや、さらに高次に分割（例えば８〜１６分割）して多重に重なり合うようにしたものなどが挙げられる。

離型材は固化した注入樹脂の離型性を高めるものであり、注入樹脂と非接着性の材料からなるシートが好ましい。
樹脂拡散部材は注入樹脂の拡散を促進するものであり、注入樹脂を強化繊維基材に偏りなく含浸させるとともに、円筒状部材上の所望の範囲全体に注入樹脂を拡散させうるものであり、網状のシート材が好ましい。
樹脂拡散部材は強化繊維基材の種類、厚みなどの条件により、成形可能であれば使用しなくてもよい。

次いで、強化繊維基材層を、あるいはさらに加えて離型材や樹脂拡散部材をバッグフィルムで円筒状部材上に気密に覆う。バッグフィルムは、この種の真空注入成形法に一般的に用いられる気密な合成樹脂製のフィルム材であれば特に限定されない。そして、バッグフィルムは、円筒状部材の周縁部において、粘着材料等のシール材を用いてバッグフィルムを円筒状部材の表面に固着するのが好ましい。これにより、円筒状部材とバッグフィルムとの間を、気密かつ密閉された成形部として構成することができる。

そして、バッグフィルム内すなわちバッグフィルムで覆われた内部を真空状態に減圧する減圧ラインおよびバッグフィルム内に樹脂を注入する注入ラインを接続したのち、バッグフィルム内に減圧下で流動性樹脂を吸引注入し、樹脂を固化させる。減圧ラインとしては、例えば減圧吸引口を真空ポンプに取り付けたものなどが挙げられる。この注入樹脂としては、例えば、低粘度系のビニルエステル樹脂、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、イソシアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂などが好ましい。注入ラインとしては、樹脂注入口を樹脂貯留槽から樹脂を供給するコネクターと接続したものや樹脂注入ホースをバッグフィルム内に挿入し樹脂拡散部材に接するように設置したものなどが挙げられ、樹脂注入は、所定の真空圧にまで達し、シワがないことを確認後、行うのが好ましい。樹脂注入後は、樹脂に熱硬化性のものを用いた場合は熱を加えて、あるいは硬化剤を樹脂に加えた場合はその後硬化して成形する。また、熱可塑性の樹脂を用いる場合は、液化するまで加温された樹脂を注入後、円筒状部材を冷却し樹脂を固化させる。

また、本発明は、強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされることにより、円筒状成形体を成形することができ、シート状物の配設は前記接合方法と同様に行うなど、詳細な態様は前記接合方法と同様である。
このような成形方法において、上記円筒状部材は、前記端面に対し交差する方向を回転軸として回転可能に設けられてもよい。

このようにして得られる成形体は、形状等特に制限されないが、好ましくは屈曲形状、分岐形状または異径形状、例えばエルボ形状、チーズ形状等であるのがよい。
また、成形体は多種多様の用途に用いうるが、好ましくは管継手等が挙げられる。
管継手としては、エルボ、チーズ、十字管又はレデューサ等が挙げられる。

以下、図面を参照しつつ、本発明を具体的に詳細に説明するが、本発明はこれらの図により何ら限定されるものではない。

（実施例１）
図３において、２は円筒状部材１に配設される強化繊維基材であって、これは、内層基材２１と外層基材２２とからなり、内層基材２１は、円筒状部材の外周面に直接に巻き付けられるバインダーであり、例えば、強化繊維材をチョップドストランドマット状の形態にステッチ加工を施したもので、シート状に形成された基材であるのが好ましい。このようなチョップドストランドマットのステッチ基材による内層基材２１は、ステッチ糸の力により形状保持性を有し、円筒状部材の外周面に対する追従性に優れている。外層基材２２は、内層基材２１の外径側に重ねて配設される複数枚のシート状のものであって、強化繊維フィラメントを集束した繊維ストランドを引き揃えて形成したロービングを、横糸に用いて織物または不織布とされたシート状繊維基材であるのが好ましい。
このような強化繊維基材２のうち内層基材２１を、まず、円筒状部材１の周面に沿わせて配設する。

続いて、図３，４に示すように、内層基材２１の外周面に沿わせてその周方向に、複数枚のシート状の外層基材２２を、順に巻き付けつつ重ね張りする。

外層基材２２は、円筒状部材１の外径に応じて、規定する長さに裁断して形成されている。例示の形態では、外層基材２２は、円筒状部材１の外周長を約２分割から６分割する長さに相当する大きさに裁断され、外層基材２２の幅を、内層基材２１の幅とほぼ同等の大きさとして矩形状に形成され、円筒状部材１の周方向に重ね張りされる。
重ね張りされる各外層基材２２の周方向の一端側は、内層基材２１に接着して固定するとともに、周方向の他端側は内層基材２１に接着させずにおく。

外層基材２２は、図３に示すように、先に巻き付けた内層基材２１の外面に重ねて、複数枚の外層基材２２をそれぞれ周方向に配設するようにして巻き付けられる。具体的には、円筒状部材１の外周面に沿って、周方向に一枚の外層基材２２をセットし、その外層基材２２の周方向の一端側を、内層基材２１の外面に接着して固定する。また、この外層基材２２の周方向の他端側は接着せずに、そのまま円筒状部材１の外形状に沿わせて置く。続いて配設する外層基材２２も同様に、その周方向の一端側を内層基材２１に対して接着するとともに、他端側を接着させずに隣り合う他の外層基材２２の外面に重ね合わせるように配設する。強化繊維基材２の配設および固定には、内層基材２１にも外層基材２２にも共に吹付け糊や粘着剤や接着剤等を用いることができる。

このようにして、図４に示すように、複数枚の外層基材２２を内層基材２１の外面に重ね張りする。外層基材２２は、周方向に一定量ずつ、その配設位置をずらしながら、順に積層される。外層基材２２を積層する際の、隣り合う他の外層基材２２との重ね代ｗには、一枚の外層基材２２の長さの１／１０以上の長さを確保することが望ましい。また、この外層基材２２同士の重ね代が無く、端部同士が接する状態あるいは離間する状態となる配設位置は、外層基材２２による強度を得るには好ましくない。これにより、所定の肉厚を確保して強化繊維基材２を積層することができる。

次に、前記積層した外層基材２２の外面に、伸縮性不織布３が重ねて巻き付けられ、伸縮性不織布３は、複数枚の外層基材２２を内層基材２１を介して円筒状部材１の外周面に押さえて定着させるものとなる。外層基材２２は、周方向の一端側のみが接着され固定されているが、伸縮性不織布３で押さえられて安定的に積層状態を維持することができる。また、外層基材２２の周方向の他端側は、隣り合う外層基材２２に重ね合わされているだけであるので、不織布３で巻き込む際に、不要な皺を生じることなく円筒状部材１の外周に沿って固定される。

続いて、巻いた不織布３の外面に離型布４を重ねて配設する。

さらに、巻き付けた離型布４の外面に、樹脂拡散部材５を配設する。

また、樹脂拡散部材５の外側には、注入樹脂の注入管７を配置する。注入管７の配置形態は適宜であるが、円筒状部材１の管底付近に設けることが好ましい。この注入管７としては、ゴム製のパイプなどがあり、バッグフィルム６を通されて、樹脂拡散部材５に接続される。

また、バッグフィルム６で覆った成形部には減圧ラインが配設されている。減圧ラインは、ゴムチューブ等のホースを介して減圧源に接続される。また、円筒状部材１の大きさ等に合わせて、かかる注入管７を、適宜間隔で複数本、樹脂拡散部材５の外面に配設するようにしてもよい。

次いで、これらの離型布４並びに樹脂拡散部材５、および注入管７を配設した円筒状部材１を、バッグフィルム６で気密に被覆する。そして、円筒状部材の周縁部に、粘着材やシールテープなどのシール材を用いてバッグフィルム６を円筒状部材１の表面に固着する。これにより、円筒状部材１とバッグフィルム６との間を、気密に密閉された成形部として構成することができる。また、バッグフィルム６で被覆した成形部には、成形部内の空気を吸引して減圧する減圧源が接続される。

樹脂注入にあたっては、接続された減圧源によりバッグフィルム６の内側を減圧し、略真空状態とする。このとき、積層した強化繊維基材２（特に、外層基材２２）に皺が生じていないことを確認する。複数枚を重ね張りした状態の外層基材２２は、周方向の一端側がそれぞれ固定されているのみで、周方向の他端側が固定されていないので、バッグフィルム６により密封して減圧されて外層基材２２に皺を生じるように作用しても、外層基材２２の非接着の他端側へ皺を逃がすことができ、その結果、皺の発生を効果的に防ぐことができる。また、この際、強化繊維基材２が所定の肉厚になっているかどうかも直接触れて測定し、確認することができる。また、確認により不具合があれば、作業を中断して樹脂注入の前段階で修正することができる。

そして、かかる減圧環境下において、注入管７から樹脂を注入し、バッグフィルム６の内側（成形部内）に拡散させる。注入された樹脂は、樹脂拡散部材５を介して全体にわたって均等に拡散され、不織布３、および強化繊維基材２に含浸する。

樹脂注入が完了すると、成形部内の減圧状態を維持したまま注入樹脂を固化させ、これにより、強化繊維材料と含浸一体化させることができる。
具体的には、例えば、円筒状部材１の直径：５００ｍｍ、必要積層枚数：１０枚、強化繊維基材長さ：円周長の１／４の場合、円周長≒１５７０、強化繊維基材長さ＝１５７０／４≒３９３、強化繊維基材端面ずらし代（ピッチ）＝３９３／１０＝３９．３となり、長さ３９３ｍｍの強化繊維基材を３９．３ｍｍずつずらして貼り付けていき、全周で１０×４＝４０枚貼り付けることになる。
また、略風車状に積層する方法として、所定の長さにカットされた同幅の強化繊維基材を円周方向にずらしながら積層すると、円筒管と積層部の両端部に厚み分の段差ができ、高圧力円筒管の場合、応力集中が懸念される。
それを回避する方法として、図７，８に示すように、幅の異なる強化繊維基材を順次積層することや、同幅の強化繊維基材を順次幅方向にずらしながら積層すると、幅方向の端部がなだらかな厚みになり、応力集中が回避される。
例えば、幅３００ｍｍで長さ５００ｍｍの強化繊維基材を１０ｍｍ毎に左に順次５枚ずらして積層し、更に右に１０ｍｍ毎１０枚ずらして積層し、又、左に１０ｍｍ毎ずらして積層し、所定厚みまで積層すると、トータル幅４００ｍｍで、左右５０ｍｍ幅が順次厚みが減じ、なだらかな両端部になる。
更に、従来ハンドレイアップ成形法などで実施されているように、幅が順次異なる強化繊維基材を積層することも、インフュージョン成形においても有効である。

このようにして、円筒状部材同士を接合することができ、また、エルボ型円筒状成形体を成形することができる。

（実施例２）
本実施例で説明するを成形方法は、前記実施例１と基本構成は同様であり、強化繊維基材２の外層基材２２の配設形態に特徴を有するので、この外層基材２２の配設形態について詳細に説明し、他の構成については上記実施例１と共通の符号を用いて説明を省略するものとする。

図６は、図３に対応する、強化繊維基材についての別の一例を示す模式図である。

本実施例では、円筒状部材１の外周面に沿って配設した内層基材２１の外面に、シート状の外層基材２２を多数枚重ね張りして多層構造とし、外層基材２２に係る肉厚を増すとともに、均一な外周面を形成する。

この場合も、複数枚のシート状の外層基材２２を、円筒状部材１の周方向に一定量ずつずらしながら、順に重ね張りする。このとき、各外層基材２２の周方向の一端側は、内層基材２１に接着して固定するとともに、周方向の他端側は内層基材２１に接着させずにおく点は実施例１と同様である。

各外層基材２２は、図６に示すように、先に巻き付けた内層基材２１の外面に重ねて、複数枚の外層基材２２をそれぞれ周方向に配設する際、隣り合う他の外層基材２２との重ね代ｗを、実施例２よりも大きくとっている。すなわち、一枚の外層基材２２を配設する際、隣り合う他の外層基材２２に対してずらす量を少なくし、重なり合う面積を大きく確保している。

また、多層とされた外層基材２２の積層状態において、外層基材２２の周方向の端部位置が、他のいずれかの層の外層基材２２の周方向の端部位置と合致する積層形態は、合致した部分における強度低下のおそれがあり好ましくない。したがって、図６に示すように、いずれかの外層基材２２の周方向の一端部ａと、他のいずれかの外層基材２２の他端部ｂとが、周方向にずれた位置となるように配置する。そして、外層基材２２同士の一定量の重ね代ｗを、円筒状部材１の全外周にわたって確保することが好ましい。

これにより、多数枚の外層基材２２を積層して肉厚を確保することが容易にでき、また、均等な厚さの接合部を形成することができる。かかる外層基材２２の外面には、次工程として伸縮性不織布３が重ねて巻き付けられていく。

また、樹脂注入にあたっては、前記実施例１と同様に、不織布３や離型布４等を配設した円筒状部材１を、バッグフィルム６で気密に被覆する。多数枚を重ね張りした状態の外層基材２２は、周方向の一端側がそれぞれ固定されているのみで、周方向の他端側が固定されていないので、バッグフィルム６により密封して減圧されても皺を生じず、図６中矢符にて示す方向へ皺を逃がすことができる。その結果、皺の発生を効果的に防ぐことができる。また、この際、強化繊維基材２が所定の肉厚になっているかどうかも直接触れて測定し、確認することができる。また、確認により不具合があれば、作業を中断して樹脂注入の前段階で修正することができる。

本発明方法は、樹脂中の溶剤、スチレン等の気化飛散のトラブルがなく、作業環境が改善され、シワの発生がなく、外観良好で、強度を保持させた、接合された円筒状成形体を製造することができ、産業上大いに有用である。

１ 円筒状部材
２ 強化繊維基材
２１ 内層基材
２２ 外層基材
３ 不織布
４ 離型布
５ 樹脂拡散部材
６ バッグフィルム
７ 注入管

Claims (21)

1. 略円筒状部材同士の端面を突き合わせて接合する円筒状部材の接合方法であって、
   強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
   前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
   前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
   注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
   前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向および横方向に位置をずらしながら配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされることを特徴とする円筒状部材の接合方法。
2. 前記シート状物は、各シート状物の一端を、重なり合った他のシート状物の他端に対し、周方向の位置がずれるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
3. 前記シート状物は、その周方向の長さが所定長に揃えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の接合方法。
4. 前記シート状物は、その周方向の長さが接合部の外周長に対し約１／２〜１／１６の範囲のものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の接合方法。
5. 前記略円筒状部材の端面は斜め方向に切断され、端面を突き合わせて屈曲形態に接合することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の接合方法。
6. さらに強化繊維基材層の上に離型材または樹脂拡散部材を配設するか、あるいは離型材及び樹脂拡散部材をその順またはその逆順に配設することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の接合方法。
7. 強化繊維基材層の上に離型材を敷設し、さらに離型材の上に樹脂拡散部材を敷設することを特徴とする請求項６に記載の接合方法。
8. 強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
   前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
   前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
   注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
   前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向および横方向に位置をずらしながら配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされることを特徴とする円筒状成形体の成形方法。
9. 強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
   前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
   前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
   注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
   前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向および横方向に位置をずらしながら配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされ、
   前記円筒状部材は、前記端面に対し交差する方向を回転軸として回転可能に設けられることを特徴とする円筒状成形体の成形方法。
10. 強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、
    前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、
    前記外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、
    注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、
    前記強化繊維基材は、前記接合部の外周縁面に沿って周方向に位置をずらしながら配設される複数種類の幅寸法を有する複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされ、
    前記円筒状部材は、前記端面に対し交差する方向を回転軸として回転可能に設けられることを特徴とする円筒状成形体の成形方法。
11. 前記シート状物は、各シート状物の一端を、重なり合った他のシート状物の他端に対し、周方向の位置がずれるように配置されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の成形方法。
12. 前記シート状物は、その周方向の長さが所定長に揃えられていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の成形方法。
13. 前記シート状物は、その周方向の長さが接合部の外周長に対し約１／２〜１／１６の範囲のものであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の成形方法。
14. 前記略円筒状部材の端面は斜め方向に切断され、端面を突き合わせて屈曲形態に接合することを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の成形方法。
15. さらに強化繊維基材層の上に離型材または樹脂拡散部材を配設するか、あるいは離型材及び樹脂拡散部材をその順またはその逆順に配設することを特徴とする請求項８〜１４のいずれかに記載の成形方法。
16. 強化繊維基材層の上に離型材を敷設し、さらに離型材の上に樹脂拡散部材を敷設することを特徴とする請求項１５に記載の成形方法。
17. 請求項８〜１６のいずれかに記載の成形方法で得られる成形体。
18. 成形体が屈曲形状、分岐形状または異径形状のものであることを特徴とする請求項１７記載の成形体。
19. 成形体がエルボ形状またはチーズ形状のものであることを特徴とする請求項１８記載の成形体。
20. 成形体が管継手であることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の成形体。
21. 管継手がエルボ、チーズ、十字管又はレデューサであることを特徴とする請求項２０記載の成形体。

Images