JPH0217344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、FRP管の製造分野において利用さ
れるFRP管の連続引抜成形方法に関する。 （従来の技術） 従来のFRP管の連続引抜成形方法としては、
特開昭56−166030号公報に開示されているものが
知られている。 これは、芯材上に未硬化の熱硬化性樹脂を塗布
し、これを紫外線硬化炉を通して所要の外形に賦
形させると共に表層部を変形しない程度に硬化さ
せ、次に遠赤外線硬化炉に導いて、内部を硬化さ
せるものである。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来のFRP管の連続引抜
成形方法にあつては、下記のような問題があつ
た。 (1) 従来の方法は、紫外線硬化炉内に長い透明な
ダイス（管）を貫通させ、この透明ダイス内に
管を通すことにより外形を整えると共に同時に
紫外線にて熱硬化性樹脂層の表層部を硬化させ
ることに特徴を有するものであるが、本願の発
明者等が、かかる紫外線硬化炉を製作し、実際
にFRP管の連続成形を試みたところ、透明ダ
イス内に未硬化の熱硬化性樹脂が付着し、連続
生産を行なうことができなかつた。 つまり、透明ダイスを利用して、外形を賦形
するとともに熱硬化性樹脂層の表層部を硬化さ
せるという２つの作用を紫外線硬化炉内で行う
ことは、不可能であることが判明した。 (2) この方法で成形したFRP管は、内芯層であ
る熱可塑性樹脂管の外表面と熱硬化性樹脂層と
の接着力が弱いため、層間剥離が生じやすい。
そのため、この方法で製造したFRP管を高温
水と冷水とを交互に輸送する場合や昼夜気温差
が大きい場所に使用した場合、各層の収縮率が
大きく異なるので、界面に収縮歪が生じて剥離
を生じ、物理的強度が著しく低下して、FRP
管の破壊やひび割れ等が生じる。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、かかる従来の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、
FRP管の各層間に剥離が生じない物理的強度の
あるFRP管を連続成形する方法を提供すること
にあり、この目的達成のための技術的手段とし
て、本発明では、押出成形により熱可塑性樹脂管
からなる内芯層を連続的に成形する内芯層成形工
程と；この内芯層の外側面を溶剤を含浸した溶剤
ブラシでもつて処理する溶剤処理工程と；含浸槽
内で熱硬化性樹脂組成物を含浸させたガラスロー
ビングを前記内芯層の外周に軸方向に沿つて囲繞
させ、次いでこの上からガラス繊維を斜め方向に
捲回し、紫外線硬化炉及び遠赤外線硬化炉を通し
て表面及び内面より硬化処理を施してなるFRP
層成形工程と；同FRP層の表面に熱可塑性樹脂
からなる被覆層を押出被覆し冷却引取りを行う被
覆層成形工程と；FRP管を所定寸法に切断する
切断工程と；切断したFRP管を所定の温度で硬
化させる後硬化工程と；の連続する一連の工程か
らなるFRP管の連続引抜成形方法において、前
記溶剤処理工程で内芯層の外側面にミクロ的な凹
凸を生起させて活性を付与し、熱硬化性樹脂との
接着力を増大させると共に、上記FRP層成形工
程の含浸槽に装着した賦形ダイス及び紫外線硬化
炉の前に設置した賦形リング装置でFRP層の外
形を整え、紫外線硬化炉内に於てはFRP層の表
面層の硬化だけを行うようにした構成を採用し
た。 （作用） したがつて、本発明では、溶剤処理工程で熱可
塑性樹脂管の外側面上の不純物を除去し、かつ同
時にミクロ的な凹凸を生起させて熱硬化性樹脂と
の接着力を増大させているので界面剥離が生じな
い。又、含浸槽に装着したダイスでもつて、ガラ
スロービング及び熱硬化性樹脂を内芯層の外周部
に均一に密着させながら外形を整え、引きつづき
紫外線硬化炉の直前に設けた弾性素材で成形した
賦形リング装置でFRP層の外側から無理に絞り
力を付与し、FRP層中の空気を抜いて、外形を
精度よく整え、紫外線硬化炉ではFRP層の表面
層の硬化のみを行なうようにしている。そのた
め、本考案では紫外線硬化炉内でFRP管が詰ま
ることがなく、寸法精度に優れしかも強度も十分
にあるFRP管を連続的に生産することができる。 （実施例） 以下に、本発明の連続引抜成形方法について、
その実施例を説明する。 内芯層成形工程は、押出成形により内芯層であ
る塩化ビニル管を連続的に製造し、次いで、水冷
により冷却し、同管を一定速度で引き取る工程を
言う。溶剤処理工程は、筒状に形成された溶剤ブ
ラシ中に塩化ビニル管を通し、管の表面に付着し
ている不純物を除去すると共に、管の表面を溶剤
で浸食させてミクロ的な凹凸を生起させて活性を
付与し、表面積を拡大して熱硬化性樹脂との接着
効果を増大させる工程を言う。 次に、FRP層成形工程は、熱硬化性樹脂に硬
化触媒、光重合開始剤、低収縮剤等を配合した熱
硬化性樹脂組成物を自動的に混合して供給する樹
脂自動供給装置から熱硬化性樹脂組成物を含浸槽
に供給し、この含浸槽内を通して熱硬化性樹脂組
成物を含浸させたガラスロービングを前記内芯層
の外周に軸方向に沿つて囲繞し、含浸槽に装着し
た賦形ダイスを通してガラスロービング中の空気
を絞り取りながら内芯層上にガラスロービング及
び熱硬化性樹脂を均一に圧着させてほぼ真円状に
賦形し、次いでその上から斜めにガラスロービン
グ若しくはガラスヤーンを捲回し、次いで弾性の
ある賦形リング装置を通して外形を整え、次いで
紫外線による表面硬化と遠赤外線による内部硬化
を施した工程をいうものである。 ここで、熱硬化性樹脂としては、一般に使用さ
れる不飽和ポリエステル樹脂を使用し、光重合開
始剤としてはターシヤルブチル・パーベンゾエー
トや、フタル酸ジオクチル29％、モノ置換ベンゼ
ン化合物（エーテルおよびカルボキシルを有する
モノ置換ベンゼン化合物）26％を溶剤（スチレン
モノマー31％、トルエン14％）と混合したもの、
重合促進剤としてはナフテン酸コバルト、遠赤外
線硬化剤としてはメチルエチルケトンパーオキサ
イド、低収縮剤は飽和ポリエステル樹脂を主成分
とするものをいい、下記の配合比率によつて混合
したものが含浸槽内に供給される。 不飽和ポリエステル樹脂 83.8重量％ 光重合開始剤 4.0重量％ 重合促進剤 0.2重量％ 低収縮剤 12.0重量％ 次に、被覆層成形工程は、FRP層の表面にポ
リエチレン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂等の熱可塑
性樹脂からなる被覆層を押出被覆し、次いで水冷
にて冷却し、冷却した管を一定速度で引き取る工
程をいうものである。 次に切断工程は、前述のようにして連続的に製
造したFRP管を一定の長さに自動切断するもの
である。 次に、後硬化工程は、切断したFRP管を完全
硬化に近くまで硬化させ、諸物性を安定させるも
のであり、８〜15ｍのトンネル型の後硬化炉の炉
内温度を50〜65℃に保たせて、この炉内にFRP
管を10〜14時間位入れておく工程をいうものであ
る。 次に、本発明方法の具体的実施の一例を図面に
基いて説明すると、押出機１より外径89mm、肉厚
5.8mmの耐熱塩化ビニル管を1.5ｍ／分の速度で押
し出し、冷却槽２内の水中を通してサイジングを
行なわせつつ円形に硬化させ、引張機３より引き
出す。 次に、この耐熱塩化ビニル管を、第２図に示す
ように、筒形の溶剤ブラシ４に通し、ここで細孔
４ａより供給したアセトンを環状に形成した織布
４ｂに吸収させ、このアセトンでもつて耐熱塩化
ビニル管の外表面を拭くことによつて外表面に付
着している油分や不純物を溶解除去し、同時に耐
熱塩化ビニル管の外表面を浸食させてミクロ的な
凹凸を生起させる。 次に、ガラスロービング架台５に架設したガラ
スロービングをそれぞれ70本づつ耐熱塩化ビニル
管の軸方向に外周を囲繞させるように添装させ、
このガラスロービングを含浸装置６に含浸させ
る。 尚、この含浸装置６に臨設して、不飽和ポリエ
ステル樹脂と硬化触媒、光重合開始剤、低収縮剤
等を配合した熱硬化性樹脂組成物を自動計量して
混合する樹脂自動供給装置７を設置している。 上記含浸装置６の最前部には格子状架台１７を
立設し、その後方に、第４図に示すように、中央
部に耐熱塩化ビニル管を通す貫通穴１８と、この
貫通穴１８の外周にガラスロービング１９を集束
させる小孔２０を均等間隔でもつて多数環状に穿
設した集束板２１を立設し、この集束板２１の後
方に含浸槽２２を設置している。 含浸槽２２は、第５図に示すように、略筐状体
に形成させ、底部を設け、上面を開口し、筺内に
はガラスロービング１９に引張力を加える張圧板
２３を２ケ所に設け、その後方に賦形ダイス２４
を装着している。 この賦形ダイス２４は、第６図に示すように、
入口部２５を耐熱塩化ビニル管の外径よりはるか
に大きく略100mmに形成し、外径寸法を整えるた
めの平行部分２６を90mmに形成しており、この平
行部分２６に耐熱塩化ビニル管を通すことにより
ほぼ真円状に外径を矯正する。 次に、樹脂自動供給装置７は、第３図に示すよ
うに、上方にエアーシリンダー２７を設け、この
エアーシリンダー２７のピストン杆２８の先端よ
り下方向にミキサー２９とノズル３０とを連通状
に垂下固定し、ミキサー２９に熱硬化性樹脂（不
飽和ポリエステル樹脂）を供給する管３１と、触
媒や硬化剤等を供給する管３２並びに溶剤を供給
する管３３とを独立に取り付けている。 前記供給装置７は、含浸槽２２の上部に浮置し
たフロート３４によるレベル調整装置３５と連動
させるように構成しており、含浸槽２２内の不飽
和ポリエステル樹脂組成物の量が少なくなるとフ
ロート３４が降り、スイツチ３６を押してエアー
シリンダー２７を作動させピストン杆２８を突き
出しノズル３０を含浸槽２２内へ移行する。そし
て、含浸槽２２内に不飽和ポリエステル樹脂が充
満するとフロート３４が上方に上りスイツチ３７
を押してエアーシリンダー２７のピストン杆２８
を引込め溶剤を供給する管３３よりアセトンを供
給してミキサー２９及びノズル３０内を洗浄す
る。 従つて、含浸装置６でガラスロービング１９に
不飽和ポリエステル樹脂を含浸させ、賦形ダイス
２４で外形を整えた後、ワインダー（捲回機）８
へ移行させる。 ワインダー（捲回機）８は、含浸装置６の賦形
ダイス２４から出た強化塩化ビニル管を軸にして
回転するように構成しており基端の支持板３８よ
り側方に突設した支持杆３９には、ガラスロービ
ング４０を捲き付けたボビン４１，４１を回動で
きるように装着し、後方には、同強化塩化ビニル
管を軸として回転するガラス押え装置４２を装着
している。 このガラス押え装置４２は基板４３より内側方
向にゴム板４４，４４を固着した押え板４５，４
５を突設させており、このゴム板４４，４４は強
化塩化ビニル管を軸にして回動し、ガラスロービ
ング４０を上から軽く押圧させて回動するもので
ある。 従つて、ワインダー（捲回機）に移行してきた
強化塩化ビニル管の外周上に所要角度でもつて、
ガラスロービング４０が捲回され、ゴム板４４，
４４によつて押圧されるため、ガラスロービング
４０にも不飽和ポリエステル樹脂が含浸する。そ
して、この強化塩化ビニル管をその後、賦形リン
グ装置９に通し、強化塩化ビニル管の外形を完全
に整える。 賦形リング装置９は、第７図に示したように、
架台４６上に略100mm間隔で支持板４７，４７，
４７を取り付け、この支持板４７に86mmの賦形孔
４９を穿開したゴム板４８を取り付けている。こ
の賦形リング装置９に上記した強化塩化ビニル管
を通すと、ゴム板４８の賦形孔４９を強化塩化ビ
ニル管の外径より小さく形成しているため、ゴム
板４８の弾性力が作用して強化塩化ビニル管上の
余分な樹脂を除去し、捲回したガラスロービング
４０の凹凸を平滑にして強化塩化ビニル管の外形
を円形状に調整する。 次に前記賦形リング装置９で円形状に調整した
強化塩化ビニル管を紫外線硬化炉１０ａ，１０
ｂ，１０ｃに通す。 この時、本実施例では、パイプを1.5ｍ／分で
290℃の紫外線硬化炉１０ａを通し、次いで310℃
の紫外線硬化炉１０ｂに移行させ、次いで320℃
の紫外線硬化炉１０ｃに移行し強化塩化ビニル管
に含浸された不飽和ポリエステル樹脂の表層を数
秒以内で硬化させる。 前記紫外線硬化炉１０ａは、第８図ａに示すよ
うに、４個の高圧水銀灯５０ａを強化塩化ビニル
管の対角方向に４本設置して紫外線にて不飽和ポ
リエステル樹脂の表層を硬化させるようにしてお
り、紫外線硬化炉１０ｂは、第８図ｂに示すよう
に左右２か所に高圧水銀灯５０ｂを２本設置し、
紫外線硬化炉１０ｃは、第８図ｃに示すように上
下２か所に高圧水銀灯５０ｃを２本設置してい
る。 次に、表層を硬化させた後、遠赤外線硬化炉１
１に移行し、ここで、第９図に示すように、遠赤
外線ヒーター５１，５１を強化塩化ビニル管の軸
方向に長く、しかも強化塩化ビニル管の上下に取
り付け、不飽和ポリエステル樹脂層の内部を加熱
し硬化させる。 次に、遠赤外線硬化炉１１を出た後、強化塩化
ビニル管を押し出す押出機１２のクロスヘツド金
型内にこの強化塩化ビニル管を通し外周に塩化ビ
ニル樹脂を略100mm被覆した後、冷却槽１３に通
して被覆層を水冷し、引張機１４にて引き抜いた
後、マーキング装置１５でパイプの表面にメーカ
名やロツトナンバー等を印刷し切断機１６にて、
所要寸法に切断し、次に第１０図に示す後硬化炉
６３内に送入する。 後硬化炉６３は、長さ15ｍ、縦１ｍ、横１ｍの
トンネル型炉本体５２の天井部の一端に空気流通
路５３の一端を固着し、この空気流通路５３上に
ブロアー５４、熱交換器５５、加熱室５６を設
け、この加熱室５６から空気流通路５７を延設
し、炉本体５２の天井他端部を貫通させて炉本体
５２内へ突入させ、この空気流通路５７の先端に
フード５８を着脱可能に取り付けている。フード
５８は下部に車輪５９，５９を取り付け、上部開
口部６０を上記空気流通路５７の先端に連結可能
に形成し、他端開口部６１を伸縮可能な部材で構
成しており、台車６２上に多数積載したFRP管
Ｐ，Ｐ，……の一端部をこのフード５８の他端開
口部６１内に挿入して密封し、空気流通路５７よ
り送り込まれた略55℃の温風をフード５８の他端
開口部６１を介してFRP管Ｐ，Ｐ，……内へ圧
入し、管内部より加熱して10時間ぐらいで完全に
硬化させ、第１１図に示すように耐熱塩化ビニル
樹脂等の熱可塑性樹脂よりなる内芯層の軸方向
に沿つてガラスロービング１９を添着して不飽和
ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、
更に、その上にガラスロービング４０を捲き付け
て硬化させたFRP層Ｍを形成すると共に、この
FRP層Ｍの上に塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹
脂からなる被覆層Ｏを被覆させたFRP管Ｐを成
形することに成功した。そして、成形された
FRP管４の外径寸法は92±0.6mmと通常の塩化ビ
ニル管と同等の外径寸法精度に成形でき、かつ、
内芯層としての塩化ビニル管とFRP層Ｍとの
界面の接着強度は、溶剤で内芯層の外表面を拭
き取つていないFRP管と比較して、第１表PVC
からなる内芯層とFRP層の接着強度に示すよう
に、単位面積（cm²）当り30Kgｆ増大し、界面剥離
の問題も解消することができた。

【表】 ＊前記接着強度の数値は試料３個の平均値を示す
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法でFRP管を成形する装置
の側面図、第２図は溶剤ブラシの一部断面拡大
図、第３図は本発明の樹脂自動供給装置の斜視
図、第４図は本発明の集束板の正面図、第５図は
含浸槽の断面拡大図、第６図は本発明の賦形ダイ
スの側面一部断面図、第７図は賦形リング装置の
断面図、第８図は紫外線硬化炉の断面図、第９図
は遠赤外線硬化炉の断面図、第１０図は本発明の
後硬化炉の側面一部切欠図、第１１図は本発明方
法によつて成形したFRP管の斜視図である。 １：押出機、２：冷却槽、３：引張機、４：溶
剤ブラシ、５：ガラスロービング架台、６：含浸
装置、７：樹脂自動供給装置、８：ワインダー、
９：賦形リング装置、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：
紫外線硬化炉、１１：遠赤外線硬化炉、１６：切
断機、２４：賦形ダイス、６３：後硬化炉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押出成形により熱可塑性樹脂管からなる内芯
   層を連続的に成形する内芯層成形工程と；この内
   芯層の外側面を溶剤を含浸した溶剤ブラシでもつ
   て処理する溶剤処理工程と；含浸槽内で熱硬化性
   樹脂組成物を含浸させたガラスロービングを前記
   内芯層の外周に軸方向に沿つて囲繞させ、次いで
   この上からガラス繊維を斜め方向に捲回し、紫外
   線硬化炉及び遠赤外線硬化炉を通して表面及び内
   面より硬化処理を施してなるFRP層成形工程
   と；同FRP層の表面に熱可塑性樹脂からなる被
   覆層を押出被覆し冷却引取りを行う被覆層成形工
   程と；FRP管を所定寸法に切断する切断工程
   と；切断したFRP管を所定の温度で硬化させる
   後硬化工程と；の連続する一連の工程からなる
   FRP管の連続引抜成形方法において、前記溶剤
   処理工程で内芯層の外側面にミクロ的な凹凸を生
   起させて活性を付与し、熱硬化性樹脂との接着力
   を増大させると共に、上記FRP層成形工程の含
   浸槽に装着した賦形ダイス及び紫外線硬化炉の前
   に設置した賦形リング装置でFRP層の外形を整
   え、紫外線硬化炉内に於てはFRP層の表面層の
   硬化だけを行うようにしたことを特徴とする
   FRP管の連続引抜成形方法。