JPH0356896B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、フイルムやシート等の比較的薄い材
料を巻取るための強化プラスチツク製中空材に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a reinforced plastic hollow member for winding relatively thin materials such as films and sheets.
(従来の技術)
フイルムやシート等の比較的薄い材料を巻取る
ためには、通常管状の中空材が使用される。すな
わち、この中空材は、これに長尺なフイルムやシ
ート等の端部を固定した後、この中空材を回転さ
せて当該フイルムやシート等を巻取る作業に使用
され、フイルム等の巻き取り及び保護に重要な役
割を果すものである。そして、このフイルムやシ
ート等は当該中空材に巻き取つた状態のまま所定
の加工工程に運搬されるのである。(Prior Art) A tubular hollow member is usually used to wind up relatively thin materials such as films and sheets. That is, this hollow material is used for winding the film, sheet, etc. by fixing the end of a long film, sheet, etc. to it, and then rotating the hollow material. It plays an important role in protection. Then, this film, sheet, etc. is transported to a predetermined processing step while being wound around the hollow material.
ところが、このフイルムやシート等が、近年の
ように非常に薄いもの(ごく最近の技術によれ
ば、0.5μmのものも工場生産可能となつてきてい
る)や、カセツトテープやビデオテープ等の磁気
テープのように相当高度な均質性及び高品質性が
要求されるものにあつては、製品化する前の中空
材に巻取る際には、しわの発生防止及び裂け防止
等の相当な注意を必要としてきている。 However, in recent years, these films and sheets have become extremely thin (according to very recent technology, it has become possible to produce 0.5 μm thick films in factories), and magnetic materials such as cassette tapes and video tapes have become available. For tapes that require a fairly high degree of homogeneity and high quality, great care must be taken to prevent wrinkles and tears when winding them around hollow materials before they are made into products. It's becoming necessary.
このようなフイルムやシート等の各製造工程の
うちの特に巻き取る作業にあつては、これらのフ
イルムやシート等が上述したように非常に繊細な
ものになつてくると、従来では殆ど問題とならな
かつたことが我然クローズアツプされてくる。そ
のうちの幾つかを含めて、当該中空材に要求され
る性質を列記してみると、次のようになる。 In the manufacturing process of such films and sheets, especially the winding work, as these films and sheets become extremely delicate as mentioned above, conventionally there was almost no problem. Things that would otherwise have happened are brought to light. The properties required of the hollow material, including some of them, are listed below.
この中空材は、上述したように高速回転され
るが、巻き取り時のフイルム等に対する追随性
を良好にするためには、回転させたときの慣性
モーメントが小さい方がよく、従つて当該中空
材の重量は軽いほうがよい。(軽量性)
この中空材には大量のフイルムやシート等を
巻き取るのであるから、巻き取り完成後の全体
重量は相当なものになるのであるが、これを運
搬するに際しては当該中空材を利用して行なわ
れる。また、フイルムやシートをテープ等とし
て製品化するにあたつては、当該中空材を別の
機械に架けて回転させるが、その運搬や設置作
業も当該中空材を利用して行なわれる。従つ
て、この中空材そのものには相当な強度が要求
される。 This hollow material is rotated at high speed as described above, but in order to improve the ability to follow the film etc. during winding, it is better to have a small moment of inertia when rotating. The lighter the weight, the better. (Lightweight) Since a large amount of film, sheet, etc. is wound into this hollow material, the overall weight after winding is considerable, but when transporting this material, the hollow material is used. It is done as follows. Further, when commercializing a film or sheet as a tape or the like, the hollow material is mounted on another machine and rotated, and the transportation and installation work is also performed using the hollow material. Therefore, this hollow material itself is required to have considerable strength.
また、この中空材に対するフイルムやシート
等の巻き取り途中に、これらに「しわ」が発生
してはならない。「しわ」が発生すると、この
「しわ」自体が製品価値を低下させるだけでな
く、その部分においてフイルムやシート等の次
に巻き取られる部分に破損を生じることがあ
る。このことは、特にフイルムやシート等が薄
いものの場合には顕著である。従つて、このよ
うな「しわ」が発生しないようにするには、当
該中空材が回転途中において撓わむようなもの
であつてはならない。(強度性)
この中空材に対するフイルムやシート等の巻
き取りの初期から終期に至る間において、当該
中空材の温度が相当変化する可能性がある。こ
れは、搬送されてくるフイルム等が熱を帯びて
いることや、高速回転という機械的な条件によ
つて発熱すること等が考えられる。ところが、
フイルム等は上述したように「しわ」が発生し
てはならないのであるが、当該中空材が熱によ
つて伸縮すると、これが上記の「しわ」の発生
原因にもなる。この熱が回避することができな
いものであれば、当該中空材は熱によつて伸縮
しないもの、すなわち熱膨張係数の小さいもの
である必要がある。(非熱膨張性)
さらに、極めて薄いフイルム等を巻き取る場
合を考えてみると、その巻き取りの最初におけ
るフイルム等の端部はいわば上述した「しわ」
のような悪影響を次に搬送されてくるフイルム
等に与える。すなわち、このフイルムの端部に
よつて次に巻かれるフイルムに段部を形成する
が、この段部がフイルムの破損を招来すること
になるのである。従つて、当該中空材は、フイ
ルム等の巻き取る初期において、フイルムの端
部による段部を吸収してしまうような弾力性を
有するものであるとよい。(弾力性)
従来のこの種強化プラスチツク製中空材として
は、例えば特公昭59−45843号公報にて提案され
たものがある。この公報にて提案された金属ロー
ルは、
「金属製ロールシエルの内周面に、炭素繊維強
化樹脂層が、該炭素繊維の配列方向と前記金属製
ロールシエル軸方向とが一致する状態で貼り付け
られてなるロール本体と、該ロール本体の端部に
嵌着され、かつ、回転支持軸に係合される金属製
ヘツダーとからなる金属ロール。」
である。ところが、この金属ロールは、その金属
製ロールシエルの内周面に炭素樹脂繊維層を形成
しなければならないのであるが、単純に考えてみ
ても、管材の内周面に別の部材を固定することは
極めて困難なことである。また、この金属ロール
は、その金属製ロールシエルとして極薄のアルミ
ニウム管を使用したとあるが、アルミニウム管を
基材とした場合には強度はそれ程確保することが
できないと考えられる。さらに、この金属ロール
は、その金属製ロールシエルの内周面に炭素樹脂
繊維層を形成しなければならないが、当該金属ロ
ールに熱が加えられたとき、両者の材質の差によ
つて内部に応力が発生し、これによつて金属ロー
ル自体が撓わむこともありうる。このようなこと
になると、フイルム等の巻き取りは「しわ」等が
発生して良好に行なえないことになる。従つて、
この金属ロールは、その金属製ロールシエル及び
その内周面に形成される炭素樹脂繊維層の材質に
ついて相当な考慮を払わなければならない。なお
この金属ロールは、上記のについては全く考慮
されていない。 Further, during the winding of the film, sheet, etc. onto the hollow material, "wrinkles" must not occur in the film or sheet. When "wrinkles" occur, the "wrinkles" themselves not only reduce the value of the product, but also may cause damage to the next part of the film, sheet, etc. at that part. This is particularly noticeable when the film or sheet is thin. Therefore, in order to prevent such "wrinkles" from occurring, the hollow member must not be bent during rotation. (Strength) There is a possibility that the temperature of the hollow material changes considerably during the period from the initial stage to the final stage of winding the film, sheet, etc. onto the hollow material. This may be due to the fact that the film or the like that is being conveyed is hot, or that heat is generated due to the mechanical conditions of high speed rotation. However,
As mentioned above, films and the like must not be wrinkled, but when the hollow material expands and contracts due to heat, this can also cause the wrinkles. If this heat cannot be avoided, the hollow material must not expand or contract due to heat, that is, it must have a small coefficient of thermal expansion. (Non-thermal expansion property) Furthermore, if we consider the case of winding up an extremely thin film, etc., the edges of the film at the beginning of winding will have the above-mentioned "wrinkles".
This adversely affects the film, etc. that is transported next. That is, the end portion of this film forms a step in the next film to be wound, and this step results in damage to the film. Therefore, it is preferable that the hollow member has such elasticity that it can absorb the step formed by the end of the film at the initial stage of winding the film. (Elasticity) As a conventional hollow member made of this kind of reinforced plastic, there is one proposed in, for example, Japanese Patent Publication No. 59-45843. The metal roll proposed in this publication has the following features: ``A carbon fiber reinforced resin layer is pasted on the inner circumferential surface of a metal roll shell in such a way that the arrangement direction of the carbon fibers matches the axial direction of the metal roll shell. A metal roll consisting of a roll body attached to the roll body and a metal header fitted to an end of the roll body and engaged with a rotation support shaft. However, this metal roll requires a carbon resin fiber layer to be formed on the inner peripheral surface of the metal roll shell, but if you think about it simply, it is difficult to fix another member to the inner peripheral surface of the pipe material. This is extremely difficult. Further, although this metal roll is said to use an extremely thin aluminum tube as its metal roll shell, it is thought that it is not possible to ensure sufficient strength if the aluminum tube is used as the base material. Furthermore, this metal roll must have a carbon resin fiber layer formed on the inner circumferential surface of its metal roll shell, but when heat is applied to the metal roll, the difference in the materials between the two causes Stresses may develop, which may cause the metal roll itself to flex. If this happens, the film, etc., cannot be wound up properly due to wrinkles and the like. Therefore,
For this metal roll, considerable consideration must be given to the material of the metal roll shell and the carbon resin fiber layer formed on the inner peripheral surface thereof. Note that this metal roll does not take any of the above considerations into account.
また、特開昭60−63137号公報には、炭素繊維
強化プラスチツク製パイプの製造方法が示されて
おり、この方法は、
「パイプの軸方向に対し30度以下の低角巻きを
50%以上含む構成の厚肉炭素繊維強化プラスチツ
ク製パイプの製造方法について、含浸する樹脂量
20〜35重量%にコントロールした炭素繊維を所望
の構成比で巻きつけた後、表面に熱収縮テープを
ラツピング巻きし、加熱硬化させることを特徴と
する炭素繊維強化プラスチツク製パイプの製造方
法。」
である。この炭素繊維強化プラスチツクス製パイ
プは、当該パイプの表面に熱収縮テープをラツピ
ング巻きして、これを加熱硬化させる必要がある
のであるが、このラツピング巻きされた熱収縮テ
ープは加熱硬化されたときに完全に滑らかな表面
となつている保障は全くない。従つて、上述した
〜に示したことは、この方法においては全く
考慮されていない。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 60-63137 discloses a method for manufacturing a carbon fiber reinforced plastic pipe, which requires ``a low angle winding of 30 degrees or less with respect to the axial direction of the pipe.''
Regarding the manufacturing method of thick-walled carbon fiber-reinforced plastic pipes containing 50% or more, the amount of resin to be impregnated
A method for manufacturing a carbon fiber-reinforced plastic pipe, which comprises wrapping carbon fibers controlled at 20 to 35% by weight in a desired composition ratio, wrapping a heat shrink tape around the surface, and curing the pipe by heating. ”. This carbon fiber-reinforced plastic pipe requires wrapping a heat-shrinkable tape around the surface of the pipe and curing it by heating. There is no guarantee that the surface will be completely smooth. Therefore, the above-mentioned matters are not taken into consideration at all in this method.
要するに、従来のこの種強化プラスチツク製中
空材における技術にあつては、上述した〜の
問題点を全て解決したものは未だ提案されていな
かつたのである。 In short, in the conventional technology for this type of reinforced plastic hollow material, no one has yet been proposed that solves all of the above-mentioned problems.
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は以上の実状に鑑みてなされたもので、
その解決しようとする問題点は、巻き取り物であ
るフイルムやシート等の薄肉化及び精密化等の高
品質化に対する、従来のこの種強化プラスチツク
製中空材の未対処である。(Problems to be solved by the invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances.
The problem to be solved is that conventional hollow materials made of reinforced plastics of this kind have not been able to cope with the need for higher quality such as thinning and precision of rolled films and sheets.
そして、本発明の目的とするところは、まず軽
量化、硬度化、耐摩耗性化及び熱膨張率の低減化
を果すことができることは勿論のこと、初期にお
ける巻き取るをフイルム等の巻き取る物に全く影
響を与えることなく行なうことができる強化プラ
スチツク製中空材を提供することにある。 The purpose of the present invention is to reduce the weight, hardness, abrasion resistance, and coefficient of thermal expansion of a material to be wound, such as a film, in the initial stage. An object of the present invention is to provide a hollow material made of reinforced plastic that can be processed without affecting the quality of the material.
(問題点を解決するための手段)
以上の問題点を解決するために本発明が採つた
手段は、実施例に対応する第1図〜第4図を参照
して説明すると、
プリプレグ化した繊維を巻回して形成される強
化プラスチツク製中空材であつて、
芯金11にプリプレグ化したクロスを巻回する
ことによつて形成される基材層12と、
この基材層12の表面に繊維13を芯金11の
軸方向に対して所定の角度で傾斜させた状態で巻
回することによつて形成される第一ワインデイン
グ層14と、
この第一ワインデイング層14の表面に、繊維
13を前記角度とは異なる角度で傾斜させた状態
で巻回することによつて形成される第二ワインデ
イング層15と、
この第二ワインデイング層15の更に表面に、
ゴム等の弾性材料を被覆することによつて形成し
た弾性層16とを備え、
これらの基材層12、第一ワインデイング層1
4、第二ワインデイング層15及び弾性層16を
加熱加工によつて硬化させたことを特徴とする強
化プラスチツク製中空材10である。(Means for Solving the Problems) The means taken by the present invention to solve the above problems will be explained with reference to FIGS. 1 to 4 corresponding to Examples. Prepreg fibers It is a reinforced plastic hollow material formed by winding a core metal 11 and a base material layer 12 formed by winding a prepreg cloth around a core metal 11, and a fiber on the surface of this base material layer 12. 13 is wound at a predetermined angle with respect to the axial direction of the core metal 11, and a first winding layer 14 is formed. A second winding layer 15 formed by winding the winding layer 13 at an angle different from the above-mentioned angle, and further on the surface of the second winding layer 15,
The base material layer 12 and the first winding layer 1 are provided with an elastic layer 16 formed by covering an elastic material such as rubber.
4. A reinforced plastic hollow material 10 characterized in that the second winding layer 15 and the elastic layer 16 are hardened by heat processing.
すなわち、この強化プラスチツク製中空材10
は、金属材料を全く使用しないで、各基材層1
2、第一ワインデイング層14及び第二ワインデ
イング層15をガラス繊維あるいはカーボン繊維
等を主として使用し、これらを樹脂によつて接合
硬化させて形成したものであり、特に第一ワイン
デイング層14と第二ワインデイング層15との
ワインデイング角度を変えたものである。 That is, this reinforced plastic hollow member 10
In this case, each base layer 1 is made without using any metal material.
2. The first winding layer 14 and the second winding layer 15 are formed by mainly using glass fiber or carbon fiber, and bonding and hardening these with resin. The winding angle between the winding layer and the second winding layer 15 is changed.
さらに、この発明に係る強化プラスチツク製中
空材10は、その表面に弾性層16を形成したも
のであり、これによりその表面に弾力性があるも
のである。 Further, the reinforced plastic hollow member 10 according to the present invention has an elastic layer 16 formed on its surface, and thereby has elasticity on its surface.
(発明の作用)
本発明が以上のような手段を採ることによつ
て、各強化プラスチツク製中空材10は次のよう
な作用を有している。(Function of the Invention) By employing the above-described measures of the present invention, each reinforced plastic hollow member 10 has the following function.
まず、この発明に係る強化プラスチツク製中空
材10にあつては、その全体が主としてガラスあ
るいはカーボン等からなる繊維と樹脂によつて形
成してあるので、その全体の重量はこれらの材料
によつて決定されている、すなわち従来の金属を
使用したものに比して軽量化されているのであ
る。それだけではなく、この強化プラスチツク製
中空材10は基材層12の上面にガラスあるいは
カーボン繊維13を順次巻回し、しかも第一ワイ
ンデイング層14と第二ワインデイング層15と
でそのワインデイング角度を変えたから、各第一
ワインデイング層14及び第二ワインデイング層
15の間の隙間が完全に埋められているととも
に、その外形が真円に近いものとなつている。従
つて、この強化プラスチツク製中空材10の各部
分にあつては均質な質量を有していることになる
からこれを高速回転させた場合であつても「ブ
レ」は全く生じないようになつている。 First, since the reinforced plastic hollow member 10 according to the present invention is entirely made of fibers and resin mainly made of glass or carbon, the weight of the whole is determined by these materials. In other words, it is lighter than conventional metals. In addition, this reinforced plastic hollow member 10 has glass or carbon fibers 13 sequentially wound on the upper surface of the base layer 12, and the winding angle is controlled by the first winding layer 14 and the second winding layer 15. Because of this change, the gaps between each of the first winding layer 14 and the second winding layer 15 are completely filled, and the outer shape is close to a perfect circle. Therefore, each part of this reinforced plastic hollow member 10 has a homogeneous mass, so even when it is rotated at high speed, no "shaking" occurs at all. ing.
また、この強化プラスチツク製中空材10は、
プリプレグ化したカーボンクロスあるいはガラス
クロスによつて形成される基材層12と、この基
材層12上にガラスあるいはカーボン等からなる
繊維13によつて形成される第一ワインデイング
層14及び第二ワインデイング層15とによつて
主に構成されているから、これらの基材層12、
第一ワインデイング層14及び第二ワインデイン
グ層15によつて全体としては高い強度を有した
ものとなつている。しかも、これらカーボンクロ
スあるいはガラスクロス、ガラスあるいはカーボ
ン等からなる繊維13、及びこれらを密着させる
樹脂はそれぞれの熱膨張率が低いものであるか
ら、当該強化プラスチツク製中空材10の各層に
おける熱膨張率は低下されており、従つて熱が加
えられ、あるいは温度差の激しい状態のもとにお
かれたとしても、その内部に応力を生じさせるこ
とはない。そして、この強化プラスチツク製中空
材10は、各材料を順次上方に巻回していくこと
により形成可能となつているから、その製造を容
易に行なえるものとなつている。なお、この強化
プラスチツク製中空材10は非常に高い強度を有
していることから、耐摩耗性に優れていることは
勿論である。 Moreover, this reinforced plastic hollow member 10 is
A base material layer 12 formed of prepreg carbon cloth or glass cloth, and a first winding layer 14 and a second winding layer 14 formed of fibers 13 made of glass, carbon, etc. on this base material layer 12. These base material layers 12,
The first winding layer 14 and the second winding layer 15 provide high strength as a whole. Moreover, since the fibers 13 made of carbon cloth, glass cloth, glass, carbon, etc., and the resin that makes them adhere to each other have low coefficients of thermal expansion, the coefficients of thermal expansion of each layer of the reinforced plastic hollow material 10 are low. Therefore, even if heat is applied to it or it is placed under conditions of large temperature difference, no stress will be generated inside it. Since the reinforced plastic hollow member 10 can be formed by sequentially winding each material upward, it can be manufactured easily. Note that this reinforced plastic hollow member 10 has extremely high strength, so it goes without saying that it has excellent wear resistance.
さらに、強化プラスチツク製中空材10にあつ
ては、上述の作用を有していることは勿論のこ
と、その他にその弾性層16によつて次のような
作用をも有している。すなわち、この強化プラス
チツク製中空材10の弾性層16にあつては、こ
れが一番外層に位置しかつ弾力性を有しているか
ら、この弾性層16に直接触れるフイルムまたは
シートの端部を内部に埋め込ませることが可能と
なつているのである。すなわち、フイルムまたは
シートの端部が一番始めにはいわばその分盛り上
つていたとしても、次に巻回されるフイルムまた
はシートがこれを押え付けることによつて、当該
フイルムまたはシートの端部は弾性層16はに沈
み込むことになるのである。これにより、巻回さ
れるフイルムまたはシートが薄いものであつたと
しても、このフイルムまたはシートの端部によつ
て形成される「しわ」の発生を防止することが可
能なのである。なお、このように弾性層16が弾
力性のあるものであるから、当該強化プラスチツ
ク製中空材10を所定長さの輪切りにして、これ
ら強化プラスチツク製中空材10の各部分を他の
機械の各種ローラとして使用した場合、高い真円
度、高い強度、耐摩耗性及び熱膨張率の低さか
ら、相当有用なものとなる可能性を含んでいる。 Furthermore, the reinforced plastic hollow member 10 not only has the above-mentioned functions, but also has the following functions due to its elastic layer 16. That is, since the elastic layer 16 of the reinforced plastic hollow member 10 is located at the outermost layer and has elasticity, the edge of the film or sheet that directly touches the elastic layer 16 is It is now possible to embed it in In other words, even if the edge of the film or sheet is initially raised, the next film or sheet to be wound will press down on it and the edge of the film or sheet will rise. This causes the elastic layer 16 to sink. Thereby, even if the film or sheet to be wound is thin, it is possible to prevent the occurrence of "wrinkles" formed by the edges of the film or sheet. Since the elastic layer 16 is elastic in this way, the reinforced plastic hollow material 10 is cut into rings of a predetermined length, and each part of the reinforced plastic hollow material 10 is used in various types of other machines. When used as rollers, it has the potential to be of considerable utility due to its high roundness, high strength, abrasion resistance, and low coefficient of thermal expansion.
(実施例)
次に、本発明に係る強化プラスチツク製中空材
10の実施例について、その製造方法も加味しな
がら、図面を参照して順次説明する。(Example) Next, examples of the reinforced plastic hollow member 10 according to the present invention will be sequentially described with reference to the drawings, while also taking into consideration the manufacturing method thereof.
第1図には、本発明に係る強化プラスチツク製
中空材10の部分破断斜視図が示してあり、この
強化プラスチツク製中空材10は主として基材層
12、第一ワインデイング層14、第二ワインデ
イング層15及び弾性層16とからなつている。 FIG. 1 shows a partially cutaway perspective view of a reinforced plastic hollow member 10 according to the present invention, and this reinforced plastic hollow member 10 mainly includes a base layer 12, a first winding layer 14, a second winding layer 14, and a second winding layer 14. It consists of a dewing layer 15 and an elastic layer 16.
基材層12は、中心物となる芯金11に、プリ
プレグ化されたガラスクロスあるいはカーボンク
ロスを2層に巻回して構成されているもので、こ
の基材層12は完成後の強化プラスチツク製中空
材10の内面を滑らかにしかつ内径精度を上げる
ためのものである。この場合、芯金11は当然真
円に近いものが使用され、その表面には必要に応
じて離型剤が塗布される。離型剤が塗布するの
は、完成後の強化プラスチツク製中空材10から
この芯金11を抜き取る場合に、その作業を容易
に行なえるようにするためである。 The base material layer 12 is constructed by winding prepreg glass cloth or carbon cloth in two layers around a core bar 11, which is the central material.This base material layer 12 is made of reinforced plastic after completion. This is to make the inner surface of the hollow member 10 smooth and to improve the accuracy of the inner diameter. In this case, the core bar 11 is naturally close to a perfect circle, and a release agent is applied to the surface of the core bar 11 if necessary. The release agent is applied to make it easier to remove the core bar 11 from the reinforced plastic hollow member 10 after completion.
また、基材層12を芯金11に対して巻回する
には、その布目が芯金11に対して斜めになるよ
うに配置してなされる。その理由は、この基材層
12上に後述の第一ワインデイング層14をその
上に巻回していく場合に、この巻回途中において
基材層12がほぐれないようにするためである。
さらに、この実施例においては、基材層12の巻
き数を2回としたがこれに限るものではなく、次
に述べるように、1回でもよくまた3回以上であ
つてもよい。この基材層12は、強化プラスチツ
ク製中空材10として完成した後における強度を
保障するというよりはむしろ、次の第一ワインデ
イング層14及び第二ワインデイング層15の巻
回作業を容易かつ確実にするものであり、例えば
強化プラスチツク製中空材10自体の径が小さい
場合には1回でよいし、一方、当該強化プラスチ
ツク製中空材10の径が大きい場合には3回以上
巻回すればよいのである。なお、この強化プラス
チツク製中空材10としては、その最終的な直径
が5mm〜300mmと相当幅の広いものが製造される
のである。 Further, in order to wind the base material layer 12 around the core metal 11, the fabric layer 12 is arranged so that its texture is oblique to the core metal 11. The reason for this is to prevent the base material layer 12 from unraveling during the winding when a first winding layer 14, which will be described later, is wound on the base material layer 12.
Further, in this embodiment, the number of turns of the base material layer 12 was set to two, but the number is not limited to this, and as described below, the number of turns may be one or three or more times. Rather than ensuring the strength of the reinforced plastic hollow material 10 after it is completed, this base material layer 12 facilitates and reliably winds the next first winding layer 14 and second winding layer 15. For example, if the diameter of the reinforced plastic hollow material 10 itself is small, it may be wound once; on the other hand, if the reinforced plastic hollow material 10 has a large diameter, it may be wound three times or more. It's good. Note that this reinforced plastic hollow member 10 is manufactured with a considerably wide final diameter of 5 mm to 300 mm.
第一ワインデイング層14は、芯金11ととも
に回転される基材層12の上面に、繊維13を順
次巻回(ワインデイング)することによつて形成
される。この第一ワインデイング層14を形成す
る繊維13は、ガラス、カーボン等の無機繊維あ
るいはナイロン等の合成繊維によつて形成された
ものであり、巻回される以前にプリプレグ化され
ている。勿論、この巻回にあたつては、各繊維1
3に所定の張力を付した状態で行なわれる。そし
て、この第一ワインデイング層14を形成する繊
維13の芯金11軸心に対する傾斜角度は、本実
施例の場合45度である。この傾斜角度で芯金11
の一端側から他端側に向けて所定の隙間で巻回
し、他端に致ると今度は逆の傾斜角度(135度)
で同様な巻回作業を順次行なつていく。このよう
な巻回によて形成された層(繊維13の一回巻き
を1層とする)は、本実施例にあつては6層であ
つた。この第一ワインデイング層14が、当該強
化プラスチツク製中空材10の強度等を出す主た
る部分となるから、繊維13によつて形成される
層の数はもつと多くてもよいが、径の小さい強化
プラスチツク製中空材10を形成する場合には少
なくてもよい。 The first winding layer 14 is formed by sequentially winding the fibers 13 on the upper surface of the base layer 12 that is rotated together with the core metal 11. The fibers 13 forming the first winding layer 14 are made of inorganic fibers such as glass and carbon, or synthetic fibers such as nylon, and are made into prepreg before being wound. Of course, in this winding, each fiber 1
3 with a predetermined tension applied. In this embodiment, the inclination angle of the fibers 13 forming the first winding layer 14 with respect to the axis of the core bar 11 is 45 degrees. At this angle of inclination, the core metal 11
It is wound from one end to the other end with a specified gap, and when it reaches the other end, the angle of inclination is reversed (135 degrees).
Then, the same winding work is performed one after another. In this example, the number of layers formed by such winding (one layer is one winding of the fiber 13) was six. Since this first winding layer 14 is the main part that provides the strength etc. of the reinforced plastic hollow material 10, the number of layers formed by the fibers 13 may be as large as possible, but In the case of forming the reinforced plastic hollow member 10, the number may be small.
第二ワインデイング層15は、基本的には第一
ワインデイング層14を形成する場合と同様な方
法によつて形成されるが、その芯金11に対する
傾斜角度及び巻き数において異なる。すなわち、
この第二ワインデイング層15を形成する繊維1
3の傾斜角度は本実施例にあつては75度であり、
またその巻き数は3層である。この傾斜角度で、
上述の第一ワインデイング層14の場合と同様
に、芯金11の一端側から他端側に向けて所定の
隙間で巻回し、他端に致ると今度は逆の傾斜角度
(105度)で同様な巻回作業を順次行なつていく。
このように、繊維13の傾斜角度を第一ワインデ
イング層14の場合に比較して変更したのは、第
一ワインデイング層14を形成している繊維13
の交差部分以外の部分で何等かの原因によつて隙
間が出きている場合であつても、その上から傾斜
角度の異なる繊維13を巻回することによつて、
この隙間は完全に埋めることができるからであ
る。また、第二ワインデイング層15の巻き数を
3層として、第一ワインデイング層14の場合よ
り少なくしたのは、この第二ワインデイング層1
5は強化プラスチツク製中空材10としての強度
を保障するものではなく、弾性層16を形成して
完成した後の強化プラスチツク製中空材10の表
面が完全に滑らかなものとするためのものであ
り、従つてこの第二ワインデイング層15を介し
強化プラスチツク製中空材10の表面が滑らかな
ものとなるのであれば本実施例の場合より少ない
回数であつてもよいものである。 The second winding layer 15 is basically formed by the same method as forming the first winding layer 14, but differs in the angle of inclination with respect to the core bar 11 and the number of turns. That is,
Fibers 1 forming this second winding layer 15
The inclination angle of No. 3 is 75 degrees in this example,
Moreover, the number of turns is three layers. At this angle of inclination,
As in the case of the first winding layer 14 described above, the core metal 11 is wound from one end to the other end with a predetermined gap, and when it reaches the other end, the inclination angle is reversed (105 degrees). Then, the same winding work is performed one after another.
In this way, the inclination angle of the fibers 13 was changed compared to the case of the first winding layer 14 because the fibers 13 forming the first winding layer 14 were changed.
Even if there is a gap due to some reason other than the intersection of the two, by winding the fibers 13 with different inclination angles over the gap,
This is because this gap can be completely filled. Moreover, the reason why the number of turns of the second winding layer 15 is three layers, which is smaller than that of the first winding layer 14, is that
5 does not guarantee the strength of the reinforced plastic hollow material 10, but is intended to ensure that the surface of the reinforced plastic hollow material 10 is completely smooth after the elastic layer 16 is formed and completed. Therefore, as long as the surface of the reinforced plastic hollow member 10 can be made smooth through the second winding layer 15, the number of times of winding may be less than that of this embodiment.
そして、第3図には本発明に係る強化プラスチ
ツク製中空材10の部分縦断面図が示してある。
この発明に係る強化プラスチツク製中空材10に
あつては、その第二ワインデイング層15の外側
に弾性層16を形成したものである。この弾性層
16は、天然ゴム、あるいはスチレンゴム、プロ
ピレンゴム等の合成ゴムを材料とし、これらの生
ゴムを第二ワインデイング層15の外層に添着し
た後、加熱及び加圧することとによつて加硫して
形成する。生ゴムの添着は、所定厚さのシート状
生ゴムを必要回数巻き付けて所定厚さのものにす
るとよい。シート状の生ゴムを使用するのは、表
面仕上げが全く不要となるか、あるいは簡単な仕
上げで済むので有利だからである。 FIG. 3 shows a partial vertical sectional view of a reinforced plastic hollow member 10 according to the present invention.
In the reinforced plastic hollow member 10 according to the present invention, an elastic layer 16 is formed on the outside of the second winding layer 15. This elastic layer 16 is made of natural rubber or synthetic rubber such as styrene rubber or propylene rubber, and after attaching these raw rubbers to the outer layer of the second winding layer 15, it is heated and pressurized. Formed by sulfurization. The raw rubber may be attached by winding a sheet of raw rubber of a predetermined thickness a necessary number of times to obtain a predetermined thickness. The use of raw rubber in the form of a sheet is advantageous because surface finishing is not required at all or only a simple finishing is required.
以上のように構成した当該強化プラスチツク製
中空材10の心円度は6/100であつて従来のも
のの心円度15/100よりその精度が向上しており、
またそのヤング率は1800kgf/mmであつた。ま
た、繊維13としてカーボンフイラメントを使用
し、これの強化プラスチツク製中空材10全体に
占める割合を変化させた場合の熱膨張係数を計測
した結果、第4図に示すようになつた。 The reinforced plastic hollow member 10 constructed as described above has a circularity of 6/100, which is higher in accuracy than the conventional one, which has a circularity of 15/100.
Moreover, its Young's modulus was 1800 kgf/mm. Furthermore, the coefficient of thermal expansion was measured when a carbon filament was used as the fiber 13 and the proportion of the carbon filament in the entire reinforced plastic hollow member 10 was measured, and the results were as shown in FIG.
なお、以上のように形成した強化プラスチツク
製中空材10にあつては、その表面仕上げをする
前に、すなわち各層及び各被膜が硬化した後にお
いて、芯金11が抜き出される。この芯金11の
抜き出しは、当該芯金11に離型剤が塗布してあ
ればより一層良好に行なうことができるものであ
り、各層の端部を係止部材に係止させた状態で芯
金11を機械によつて強制的に引き抜くことによ
つて行なわれる。その後にこれら各強化プラスチ
ツク製中空材10はその表面仕上げがなされると
ともに、各強化プラスチツク製中空材10の不要
な端部を切断して完成品とされるのである。 In the case of the reinforced plastic hollow member 10 formed as described above, the core bar 11 is extracted before its surface is finished, that is, after each layer and each coating is hardened. This extraction of the core bar 11 can be carried out even better if a mold release agent is applied to the core bar 11, and the core bar 11 can be pulled out with the ends of each layer locked in the locking members. This is done by forcibly pulling out the gold 11 using a machine. Thereafter, each reinforced plastic hollow member 10 is subjected to surface finishing, and unnecessary ends of each reinforced plastic hollow member 10 are cut to form a finished product.
(発明の効果)
以上詳述した通り、本発明に係る強化プラスチ
ツク製中空材10においては、上記実施例にて例
示したごとく、各基材層12、第一ワインデイン
グ層14及び第二ワインデイング層15をカーボ
ンあるいはガラス製の繊維13を使用するととも
に、これらの各基材層12、第一ワインデイング
層14及び第二ワインデイング層15を樹脂によ
つて一体的に硬化させて構成したことにその特徴
があり、これにより、この強化プラスチツク製中
空材10は比較的軽量でかつ高い強度を有したも
のとなつているから、これを高速回転させてその
表面にフイルムやシート等を巻回するに際して撓
んだりブレたりすることはなく、フイルムやシー
ト等の巻回時にこれらの追随性を良好にしてい
る。また、この強化プラスチツク製中空材10
は、その全ての材料を熱膨張係数の小さいものを
使用したから、上記のこととも合わせてフイルム
やシート等に「シワ」や破損部分を生じさせるこ
となくこれらを確実に巻回することができるので
ある。(Effects of the Invention) As detailed above, in the reinforced plastic hollow material 10 according to the present invention, each base material layer 12, the first winding layer 14 and the second winding layer are The layer 15 is constructed by using carbon or glass fibers 13, and by integrally curing each of these base material layers 12, the first winding layer 14, and the second winding layer 15 with resin. As a result, this reinforced plastic hollow material 10 is relatively lightweight and has high strength, so it can be rotated at high speed and a film, sheet, etc. can be wrapped around its surface. It does not bend or wobble during winding, and has good followability when winding films, sheets, etc. In addition, this reinforced plastic hollow material 10
uses materials with a small coefficient of thermal expansion, and in conjunction with the above, it is possible to reliably wind films, sheets, etc. without causing wrinkles or damaged parts. It is.
また、この発明に係る強化プラスチツク製中空
材10にあつては、第二ワインデイング層15の
外側に弾性層16を形成したから、この弾性層1
6によつて当該強化プラスチツク製中空材10は
その表面において多少の弾力性を有したものとな
つている。従つて、この強化プラスチツク製中空
材10はその表面にフイルムやシート等を巻回す
るに際して、これらフイルムやシート等の一番最
初の端部が断部を形成していたとしても、これを
弾性層16の弾力性によつて吸収するから、フイ
ルムやシート等の巻回を例え高速回転によつて行
なつたとしても、当該強化プラスチツク製中空材
10はフイルムやシート等に損傷を与えることな
く確実な巻回をすることができるものである。 Further, in the case of the reinforced plastic hollow member 10 according to the present invention, since the elastic layer 16 is formed on the outside of the second winding layer 15, this elastic layer 1
6, the reinforced plastic hollow member 10 has some elasticity on its surface. Therefore, when winding a film, sheet, etc. on the surface of this reinforced plastic hollow material 10, even if the first end of the film, sheet, etc. Since the elasticity of the layer 16 absorbs the energy, even if the film, sheet, etc. is wound at high speed, the reinforced plastic hollow material 10 will not damage the film, sheet, etc. It allows reliable winding.
さらに、この強化プラスチツク製中空材10の
表面に例え埃が付着したとしても、上記のフイル
ムやシート等の端部と同様にこれを吸収してしま
うから、埃等の付着によるフイルムやシート等の
破損を確実に防止することができるものである。 Furthermore, even if dust adheres to the surface of the reinforced plastic hollow member 10, it will be absorbed in the same manner as the edges of the film, sheet, etc. described above, so that the film, sheet, etc. due to adhesion of dust, etc. It is possible to reliably prevent damage.
第1図は本発明に係る強化プラスチツク製中空
材の概略構成を示す一部破断斜視図、第2図は本
発明に係る強化プラスチツク製中空材を製造する
場合に使用される装置の概略構成を示した正面図
第3図は本発明に係る強化プラスチツク製中空材
の部分拡大断面図、第4図はカーボン繊維の量に
よる強化プラスチツク製中空材の熱膨張変化を示
したグラフである。
符号の説明、10…強化プラスチツク製中空
材、11…芯金、12…基材層、13…繊維、1
4…第一ワインデイング層、15…第二ワインデ
イング層、16…弾性層。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a schematic structure of a reinforced plastic hollow material according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic structure of an apparatus used for manufacturing the reinforced plastic hollow material according to the present invention. The front view shown in FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of the reinforced plastic hollow material according to the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the change in thermal expansion of the reinforced plastic hollow material depending on the amount of carbon fiber. Explanation of symbols, 10... Reinforced plastic hollow material, 11... Core metal, 12... Base material layer, 13... Fiber, 1
4...first winding layer, 15...second winding layer, 16...elastic layer.
Claims (1)
強化プラスチツク製中空材であつて、 芯金にプリプレグ化したクロスを巻回すること
によつて形成される基材層と、 この基材層の表面に繊維を前記芯金の軸方向に
対して所定の角度で傾斜させた状態で巻回するこ
とによつて形成される第一ワインデイング層と、
この第一ワインデイング層の表面に前記繊維を前
記角度とは異なる角度で傾斜させた状態で巻回す
ることによつて形成される第二ワインデイング層
と、 この第二ワインデイング層の更に表面に、ゴム
等の弾性材料を被覆することによつて形成した弾
性層とを備え、 これらの基材層、第一ワインデイング層、第二
ワインデイング層及び弾性層を加熱加圧によつて
硬化させたことを特徴とする強化プラスチツク製
中空材。[Scope of Claims] 1. A reinforced plastic hollow material formed by winding prepreg fibers, comprising a base material layer formed by winding prepreg cloth around a core; a first winding layer formed by winding fibers on the surface of the base layer in a state inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the core metal;
a second winding layer formed by winding the fibers on the surface of the first winding layer at an angle different from the above-mentioned angle; and a further surface of the second winding layer. and an elastic layer formed by covering with an elastic material such as rubber, and the base material layer, the first winding layer, the second winding layer and the elastic layer are cured by heating and pressurizing. Reinforced plastic hollow material characterized by
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2142100A JPH0315521A (en) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Hollow material of reinforced plastic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2142100A JPH0315521A (en) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Hollow material of reinforced plastic |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60259100A Division JPS62117732A (en) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | Hollow reinforced plastic material |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0356896B2 true JPH0356896B2 (en) | 1991-08-29 |
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Family Applications (1)
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JP2142100A Granted JPH0315521A (en) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Hollow material of reinforced plastic |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-05-30 JP JP2142100A patent/JPH0315521A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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