JPH04265733A - フィラメントワインディング成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管状、容器状など各種
の繊維強化樹脂成形体を得るためのフィラメントワイン
ディング成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィラメントワインディング法による繊
維強化樹脂成形体は、一般に、多数のロービング繊維を
単一の樹脂含浸ロール及び繊維送りロールに通して単一
の樹脂含浸ロービング繊維群を形成し、この単一の樹脂
含浸ロービング繊維群を引き揃えた状態でトラバースア
イに通してテープ状に収束し、この収束されたテープ状
の樹脂含浸ロービング繊維をマンドレルの外周に巻付け
て積層し樹脂を硬化させ脱型して製造される。このよう
な製造技術は広く知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のフィ
ラメントワインディング成形方法にあって、生産性を向
上させるためにロービング繊維の送り速度を上げると、
繊維への樹脂の含浸性が悪くなり、また繊維に毛羽立ち
や糸切れが生じ、品質の良好な成形体を安定して製造す
ることができなくなる。

【０００４】また、生産性を向上させるためにロービン
グ繊維の本数を増やして広幅のテープ状の樹脂含浸ロー
ビング繊維を形成する場合は、多数のロービング繊維の
張力が不均一となり、ロービング繊維の一部にたるみが
生じ、このたるみに起因して繊維に毛羽立ちや糸切れが
生じ、この場合も品質の良好な成形体を安定して製造す
ることができなくなる。

【０００５】本発明は、上記の問題を解決するもので、
その目的とするところは、品質の良好な繊維強化樹脂成
形体を安定して生産性良く得ることのできるフィラメン
トワインディング成形方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のフィラメントワ
インディング成形方法は、多数のロービング繊維を複数
のロービング繊維群に分け、この複数のロービング繊維
群を同軸に回転自在に並設した複数の樹脂含浸ロール及
び繊維送りロールにそれぞれ別々に通して複数の樹脂含
浸ロービング繊維群を形成し、この複数の樹脂含浸ロー
ビング繊維群を引き揃えた状態でトラバースアイに通し
てテープ状に収束し、この収束されたテープ状の樹脂含
浸ロービング繊維をマンドレルの外周に巻付けて積層し
樹脂を硬化させ脱型することを特徴としている。

【０００７】以下、図面を参照しながら、本発明を具体
的に説明する。図１は本発明の要部を示す平面図、図２
は本発明の概要を示す説明図である。図２において、多
数のロービング繊維１１、１２は、それぞれ案内ロール
２１、２２を経て、繊維送りロール３１と樹脂含浸ロー
ル４０と繊維送りロール３２とをこの順に通される。多
数のロービング繊維１１、１２としては、一般にガラス
繊維ロービングや炭素繊維ロービングなどが用いられる
。多数のロービング繊維１１、１２は、便宜的に二本を
図示しているが実際には数十本が使用される。

【０００８】含浸槽４１には、一般に熱硬化性の不飽和
ポリエステル樹脂液やエポキシ樹脂液等の樹脂液が入れ
られており、多数のロービング繊維１１、１２が含浸槽
４１の樹脂含浸ロール４０に接して通過する際に、この
樹脂含浸ロール４０により樹脂液が多数のロービング繊
維１１、１２に適量含浸される。樹脂含浸ロール４０は
、図１に示すように複数（三つ）の樹脂含浸ロール４０
１　、４０２　、４０３　が一本の軸４００　、即ち同
軸にそれぞれ回転自在に並設されている。また、複数（
三つ）の繊維送りロール３１１　、３１２　、３１３　
及び繊維送りロール３２１　、３２２　、３２３　も、
同様に一本の軸３１０　及び３２０　にそれぞれ回転自
在に並設されている。樹脂含浸ロール４０１　、４０２
　、４０３　の間隔、繊維送りロール３１１　、３１２
　、３１３　の間隔、繊維送りロール３２１　、３２２
　、３２３　の間隔は、いずれもできるだけ狭い方が好
ましい。

【０００９】図１に示すように、多数のロービング繊維
１１、１２は、複数（三つ）のロービング繊維群１０１
　、１０２　、１０３　に分けて移送される。この場合
、一つの群のロービング繊維群は、一般に数本〜数十本
で構成される。 そして、この複数（三つ）のロービング繊維群１０１　
、１０２　、１０３　は、図１に示すように、繊維送り
ロール３１１　、３１２　、３１３　と、樹脂含浸ロー
ル４０１　、４０２　、４０３　と、繊維送りロール３
２１　、３２２　、３２３　とにそれぞれ別々に通され
て、複数（三つ）の樹脂含浸ロービング繊維群１０１’
、１０２’、１０３’が形成される。

【００１０】このようにして形成された複数の樹脂含浸
ロービング繊維群１０１’、１０２’、１０３’は、全
てが引き揃えられた状態で、図２に示すようにトラバー
スアイ５０に通され、ここで単一のテープ状に収束され
る。トラバースアイ５０は、ドーナツ状のアイ等の公知
のトラバースアイを使用することができるが、例えば、
アイの径を大きくする等の工夫をしてテープ状に良好に
収束されるようにする。なお、トラバースアイ５０は、
図では省略しているが、トラバース台に取付けられ、上
下方向、左右方向、前後方向に移動可能に構成され、さ
らに中心軸に対して正逆方向に回動可能に構成されてい
る。

【００１１】収束されたテープ状の樹脂含浸ロービング
繊維６０は、例えばＴ字形のマンドレル７０の外周に、
予め決められたパターンでヘリカル状に巻き付けられ所
望の厚さに積層され、その後加熱炉等に入れられ加熱硬
化され、最後にマンドレル７０から脱型される。なお、
マンドレル７０は、主管部分を軸として回転可能に構成
されている。このようにして、チーズ型の繊維強化樹脂
製管継手が製造される。なお、マンドレル７０の形状を
変えることにより、エルボ型管継手、ソケット型管継手
或いは長尺パイプ等種々の形状の繊維強化樹脂成形体を
製造することができる。

【００１２】

【作用】本発明方法において、多数のロービング繊維を
複数のロービング繊維群に分け、この複数のロービング
繊維群を同軸に回転自在に配設した複数の樹脂含浸ロー
ル及び繊維送りロールにそれぞれ別々に通して複数の樹
脂含浸ロービング繊維群を形成すると、各々のロービン
グ繊維群は比較的少ない本数のロービング繊維で構成さ
れ、これ等の比較的少ない本数のロービング繊維の張力
は不均一となり難く、たるみの発生が防止される。それ
ゆえ、たるみに起因する毛羽立ちや糸切れが発生しない
。

【００１３】また、このような複数のロービング繊維群
が、同軸に回転自在に配置された複数の樹脂脂含浸ロー
ル及び繊維送りロールに通されると、各々のロービング
繊維群の張力差は樹脂脂含浸ロール及び繊維送りロール
の自在な回転により独立に吸収緩和され、全体のロービ
ング繊維の張力が均一化される。さらに、このようにし
て形成された複数の樹脂含浸ロービング繊維群を引き揃
えた状態でトラバースアイに通してテープ状に収束する
と、比較的広幅の樹脂含浸ロービング繊維が得られ、マ
ンドレルへの巻付け能率が向上する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を示す。 実施例１ 先ず、図１及び図２に示すように、ガラス繊維ロービン
グ（番手２２３０ｇ／ｋｍ）の１０本を引き揃えこれを
５本ずつ二つのガラス繊維ロービング群に分け、この二
つのガラス繊維ロービング群を同軸の回転自在に並設し
た二つの樹脂含浸ロール及び繊維送りロールにそれぞれ
別々に通して、熱硬化性エポキシ樹脂液を含浸させた二
つの樹脂含浸繊維ロービング群を形成した。熱硬化性エ
ポキシ樹脂液は、エポキシ樹脂（ＬＹ−５５６：日本チ
バガイギー社製）１００重量部と硬化剤（ＨＹ−９１７
：日本チバガイギー社製）９０　重量部と促進剤（ＤＹ
−０７０：日本チバガイギー社製）０．５重量部からな
る。また、ガラス繊維ロービングの含有量は、約６０容
量％であった。

【００１５】次いで、この二つの樹脂含浸繊維ロービン
グ群を引き揃えた状態でトラバースアイに通して幅が約
４５ｍｍのテープ状に収束し、この収束されたテープ状
の樹脂含浸繊維ロービングを組立分解の可能なＴ字形の
マンドレルの外周に、予め決められたパターンでヘリカ
ル状に巻き付けて積層し、これを１３０　℃で２時間加
熱硬化させて、主管部分の長さが約７００ｍｍ　、分岐
管部分の長さが約４００ｍｍ　、管内径が約１６５ｍｍ
　、主管部分及び分岐管部分の厚さが約５ｍｍ（但し、
主管部分と分岐管部分との合流部分の厚さは約１０ｍｍ
）　のチーズ型管継手を製造した。

【００１６】この場合、ガラス繊維ロービングには毛羽
立ちや糸切れが発生せず、約４０分の時間で安定してマ
ンドレルに巻付けができた。また、得られたチーズ型管
継手は４０　ｋｇ／ｃｍ２の水圧で破壊せず、充分な強
度を保持していた。 実施例２ 実施例１において、ガラス繊維ロービング（番手４５０
０ｇ／ｋｍ）の１０本を用い、これを３本、３本、４本
の三つのガラス繊維ロービング群に分け、この三つのガ
ラス繊維ロービング群を同軸の回転自在に配設した三つ
の樹脂含浸ロール及び繊維送りロールにそれぞれ別々に
通し、エポキシ樹脂液を含浸させた三つの樹脂含浸繊維
ロービング群を形成した。また、この三つの樹脂含浸繊
維ロービング群を引き揃えた状態でトラバースアイに通
して幅が約９０ｍｍのテープ状に収束した。それ以外は
実施例１と同様に行った。

【００１７】この場合も、ガラス繊維ロービングには毛
羽立ちや糸切れが発生せず、約２４分の時間で安定して
マンドレルに巻付けができた。また、得られたチーズ型
管継手は４０　ｋｇ／ｃｍ２の水圧で破壊せず、充分な
強度を保持していた。 比較例 実施例１において、ガラス繊維ロービング（番手２２３
０ｇ／ｋｍ）の１０本を引き揃ええ、これを二つのガラ
ス繊維ロービング群に分けることなくそのまま単一の樹
脂含浸ロール及び繊維送りロールに通し、これを引き揃
えた状態でトラバースアイに通して幅が約４５ｍｍのテ
ープ状に収束した。それ以外は実施例１と同様に行った
。

【００１８】この場合は、ガラス繊維ロービングに糸切
れが二回発生し、ガラス繊維ロービングの送りが不安定
なため、送り速度を速めることができず、約６５分の巻
付け時間を要した。

【００１９】

【発明の効果】上述の通り、本発明のフィラメントワイ
ンディング成形方法によれば、ロービング繊維の本数を
増やして広幅のテープ状にしても、多数のロービング繊
維の張力が不均一となってたるみが生ずることはなく、
たるみに起因する毛羽立ちや糸切れの発生がない。それ
ゆえ、本発明方法によれば、品質の良好な繊維強化樹脂
成形体を安定して生産性良く得ることができる。

【００２０】また、本発明方法によれば、ロービング繊
維の本数を増やして広幅のテープ状にすることにより、
これを比較的薄肉に形成することができるので、繊維強
化樹脂成形体の肉厚を精密に調節することができるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部を示す平面図である。

【図２】本発明の概要を示す説明図である。

【符号の説明】

１１　　　　ロービング繊維 １２　　　　ロービング繊維 １０１　　　ロービング繊維群 １０２　　　ロービング繊維群 １０３　　　ロービング繊維群 １０１’　　樹脂含浸ロービング繊維群１０２’　　樹
脂含浸ロービング繊維群１０３’　　樹脂含浸ロービン
グ繊維群３１１　　　繊維送りロール ３１２　　　繊維送りロール ３１３　　　繊維送りロール ３２１　　　繊維送りロール ３２２　　　繊維送りロール ３２３　　　繊維送りロール ４０１　　　樹脂含浸ロール ４０２　　　樹脂含浸ロール ４０３　　　樹脂含浸ロール ５０　　　　トラバースアイ ６０　　　　テープ状の樹脂含浸ロービング繊維７０　
　　　マンドレル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　多数のロービング繊維を複数のロービ
   ング繊維群に分け、この複数のロービング繊維群を同軸
   に回転自在に並設した複数の樹脂含浸ロール及び繊維送
   りロールにそれぞれ別々に通して複数の樹脂含浸ロービ
   ング繊維群を形成し、この複数の樹脂含浸ロービング繊
   維群を引き揃えた状態でトラバースアイに通してテープ
   状に収束し、この収束されたテープ状の樹脂含浸ロービ
   ング繊維をマンドレルの外周に巻付けて積層し樹脂を硬
   化させ脱型することを特徴とするフィラメントワインデ
   ィング成形方法。