JPH0470326A - 繊維強化熱硬化性樹脂製管継手の成形方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、繊維強化熱硬化性樹脂製管継手（以下、ＦＲ
Ｐ管継手という）の成形方法に関する。

（従来の技術） ＦＲＰ管継手は、強度及び耐熱性に優れていることから
、様々な分野で広く使用されており、その構成は、一般
に、繊維強化熱硬化性樹脂からなる補強層を熱硬化性樹
脂からなる内面保護層と外面保護層とでサンドインチし
た構成となっている。

このようなＦＲＰ管継手の成形は、通常、例えば鉄製組
み合わせ内型や、熱可塑性樹脂からなる管継手成形用内
型の表面に前記した各層を積層したのち、内型を脱型す
ることにより行われる。

ところで、ＦＲＰ管継手を成形する場合に最も重要なこ
とは、いかにして完全な内面保護層を形成するかといっ
た点にある。それは、内面保護層が完全でないと、ＦＲ
Ｐ管継手本来の性能が発揮されなくなるからである。す
なわち、内面保護層が完全でないと、その上の補強層を
構成する強化繊維が、管継手内を輸送される流体と接触
してしまい、ここで強化繊維がガラス繊維、流体がアル
カリ性であったりすると、ガラス繊維は耐アルカリ性に
劣ることから、ガラス繊維が腐食し、補強層が劣化して
しまうのである。

そこで、従来、ＦＲＰ管継手を成形するのに際し、その
内面保護層を形成する方法として、内面保護層となる熱
硬化性樹脂の担持体にガラスマットを用いる方法が一般
的に行われている。第５図はその一例を示すものであり
、ここではＦＲＰ管継手としてエルボ継手を成形する場
合を示している。

以下、同図を参照しながら順次説明すると、このような
エルボ継手を成形する場合、内型ａはその胴部すが湾曲
しており、ガラスマットは布状であることから、まず、
ガラスマットを、内型ａに密着した状態で巻回させうる
ように、異なる形状（図示例では３種類）の数枚（図示
例では５枚）の布片ｃ、ｄ、ｅに裁断する。次いで、内
型ａに熱硬化性樹脂液を塗布してから、これら布片Ｃ９
ｄ、ｅをそれぞれ内型ａに巻き付け、続いて各布片ｃ、
ｄ、ｅにそれぞれ熱硬化性樹脂液を含浸させる。この後
は、布片ｃ、ｄ、ｅの上に繊維強化熱硬化性樹脂を巻回
して補強層を形成し、さらにその上に熱硬化性樹脂液を
塗布して外面保護層を形成してから全体を加熱し、各層
を硬化させたのち、内型ａを脱型して成形を完了する。

また、ＦＲＰ管継手を成形するに際し内面保護層を形成
する方法としては、上記したようなガラスマットを用い
る以外に、高粘度樹脂を用いる方法や、不織布を用いる
方法がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記したガラスマントを用いる方法にあ
っては、ガラスマットは一般に樹脂に対する含浸性に劣
ることから、生産性が悪いといった問題があった。また
、内型ａは、通常、特に受口成形部分（内型ａの両端部
）においてその表面にいくつかの凹凸があることから、
その部分においてガラスマントが内型ａの表面に密着せ
ず、これが原因で内面保護層に気泡や空洞が発生すると
いった問題もあった。このため、このような気泡や空洞
を除去するのに脱泡作業が別途必要となり、その分生産
性が悪いといった問題もあった。しかも、気泡や空洞の
除去が完全でないと、ガラスマットの上に形成される補
強層からのウィービング（継手内部を流れる流体が補強
層を抜けて外部へ漏れたり、補強層を構成する強化繊維
がガラスロービングの場合にはこのガラスロービングを
伝わって流体が外部に漏れ出ること）が発生するといっ
た問題があった。また、成形しようとする継手が、前記
したようなエルボ継手のように、湾曲部や屈曲部を有し
ている場合、ガラスマットを一々裁断する必要があり、
その分作業が煩瑣であるといった問題もあった。加えて
、内面保護層の形成は一般に手作業で行われることから
、上記したような裁断作業があるためにＦＲＰ管継手成
形品の品質が作業者の熟練度に左右されることとなり、
品質にばらつきが生じるといった問題もあった。

一方、高粘度樹脂を用いる方法にあっては、該樹脂を硬
化させる工程が別途必要となることから、そのための装
置を用意しなければならず、その分生産性及び経済性に
劣るといった問題があった。

また、不織布を用いる方法にあっては、ガラスマットと
同様、不織布も複雑な形状に沿いにくいため、内型に密
着させることができず、満足のいく内面保護層を形成す
ることができないといった問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであっ
て、内面保護層を完全に且つ作業性よく形成することの
できるＦＲＰ管継手の成形方法を提供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明ムこ係るＦＲＰ管継手
の成形方法は、管継手成形用内型の表面に内面保護層を
形成する工程と、この内面保護層の上に繊維強化熱硬化
性樹脂からなる補強層を形成する工程とを含むＦＲＰ管
継手の成形方法において、前記内面保護層を形成する工
程が、前記内型の表面に、熱硬化性樹脂液を塗布してか
ら経緯両方向に伸縮自在な不織布を巻回し、次いでこの
不織布に熱硬化性樹脂液を含浸させることからなるもの
である。

（作用） 上記した不織布は、経緯両方向に伸縮自在であるため、
内型に湾曲部や屈曲部があっても、またその表面に凹凸
があっても、内型の表面に密着する。したがって、ガラ
スマットの場合のように裁断作業が不要となり、また内
型全体に連続して巻回することが可能となるばかりでな
く、気泡や空洞の発生もない。しかも、不織布は有機繊
維からなるので、耐薬品性に優れたＦＲＰ管継手が得ら
れる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を、ＦＲＰ管継手としてエルボ
継手を成形する場合を例に採って図面に基づき説明する
。

第１図は本発明に係る成形方法により管継手成形用内型
ｌの表面に内面保護層２、補強層３、外面保護層４を形
成した状態を示す部分断面図、第２図は内面保護層を形
成する状態を示す正面図である。

まず、内型回転装置の支持部Ａ、Ａ（第２図参照）に内
型１の両端部を取り付けてから、内型１の表面に、例え
ば不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂液を、例え
ば羊毛ローラでもって塗布する。この熱硬化性樹脂液と
しては、粘度が３〜４ボイズ程度のものが浸透性がよい
ので好ましい。

次に、第２図に示すように、内型回転装置により内型１
を回転（図中矢符参照）させながら、内型１の表面に、
経緯両方向に伸縮自在で且つ有機繊維からなる不織布２
１を巻回する。この不織布２１は、長尺の帯状に形成さ
れており、内型１へは螺旋状に且つ相互の縁部が重なり
合うようにして巻回する。そして、内型１の受口成形部
１１１１や、湾曲している胴部１２に対しては、不織布
２１を経方向に引っ張るようにして巻回する。

これによって、不織布２１は上記した各部１１゜１２で
弛んだり皺が寄ったりすることなく内型１に巻回される
。第４図は、不織布２１と、従来のガラスマットＧとの
内型１の受口成形部１１における巻回状態を比較して示
す部分断面図であり、不織布２１は、図中実線で示すよ
うに、受口成形部１１の表面にぴったりと張り付くよう
に巻回されるのに対して、ガラスマットＧは、図中−点
鎖線で示すように、受口成形部１１の凸部１１１のため
に内型１表面から浮いてしまい、該凸部１１１の両側に
空部Ｓができてしまっている。

以上のようにして、不織布２１の巻回を終えたならば、
この不織布２１に、内型ｌの表面に塗布したのと同し熱
硬化性樹脂液を、例えば羊毛ローラでもって塗布含浸さ
せる。このとき、不織布２１に気泡が残ることがないよ
う、塗布含浸させる際、または塗布含浸後、適宜手段に
より脱泡を行う。

以上の作業が終了したならば、従来の場合と同様に、繊
維強化熱硬化性樹脂からなる補強層３と、外面保護層４
とを不織布２１の上に順次形成する。

本例の場合、第１図に示すように、補強層３は４層３１
，３２．３３．３４構造となっており、それぞれ強化繊
維（例えばガラス繊維）が管軸方向に沿う層３１．３３
と周方向に沿う層３２．３４とが交互に積層される。

このあと、加熱処理を行い上記各層を硬化させたのち、
内型１を脱型し、これでＦＲＰ管継手の成形を完了する
。

ここで、本発明において使用される上記不織布２１とし
ては、耐薬品性に優れ且つ熱硬化性樹脂液との親和性の
高い素材のものが好ましく、例えばポリエステル系繊維
が挙げられる。さらに、これらの繊維は、熱硬化性樹脂
液との親和性、浸透性を向上させるうえから、例えばシ
ラン処理などの表面処理が施されているものが好ましい
。また、本発明における不織布２１は、経緯両方向に伸
縮性を有することが必要であり、その伸長率（Ｌ）が経
緯両方向とも９〜１６０％程度の値を示すものが好まし
く、より好ましくは、縦方向に３０〜１００％、横方向
に９〜６０％である。縮方向の伸長率が大き過ぎると、
伸び過ぎて幅が狭くなり巻回する回数が増える。また、
幅寸法が広いと、咳不織布２１は螺旋状に巻回されるこ
とから巻回時に縦方向に皺が入り易くなるので、内径が
３００ｍｍまでの管継手を成形する場合は１２０ｍ幅、
内径が３５０ｍｍ以上１１００−のまでの管継手を成形
する場合は２００ｍｍ幅位のものがよい。また、伸び過
ぎると切断するだけでなく、密度が大となって樹脂の含
浸が不十分となり平滑な内面保護層が形成できない。な
お、上記伸長率（Ｌ）は次式で示される値である。

但し、Ｌ、：５ｃｍ幅で一定長の試験片に５ｇの荷重を
与えたときの垂直長さ 以上のように Ｌｚ：５ｃｍ幅で一定長の試験片に２４０ｇの荷重を与
えたときの垂直長さ このような不織布としては、国際公開ＷＯ３８１０９８
３８号公報に開示されたものが用い得る。

すなわち、ポリエステル系複合繊維を主体としたウェブ
を形成し、このウェブにバインダ樹脂を付着させるか、
又は、前記複合繊維にバインダ繊維（鐘紡株式会社製、
商品名「ベルコンビ」：芯鞘型複合繊維であって、鞘部
が低融点ポリエステル、芯部がレギュラーポリエステル
である）５重量％程度を混綿し、このウェブを無圧下無
緊張下で熱処理を行い、ポリエステル複合繊維の潜在捲
縮性を発現させるとともに、複合繊維の交絡部を接着し
て経緯伸縮性の不織布を得る。ここで、前記バインダ繊
維はポリエステル繊維であるので、不飽和ポリエステル
樹脂の含浸性がよい。以下、係る経緯伸縮性不織布につ
いて述べる。

繊度２デニール、カット長５１１１ＩＩＩ＋のサイドバ
イサイド型ポリエステル系複合繊維８０％と、繊度３デ
ニール、カット長３８ｍｍの通常ポリエステル繊維２０
％とを均一に混綿し、パラレルカードにて１４寸３５ｇ
／ｒｒ？になるようカーデイングする。

このウェブに樹脂液を含浸又はスプレーにて付与したの
ち、１００°Ｃ以下の温度で乾燥し、次いで１５０〜１
６０°Ｃの熱風循環式の無緊張連続熱処理機のコンベア
上で２０％のオーバーフィードしなからウェブを送り込
み、収縮熱処理を行い経緯両方向伸縮性のある不織布を
得た。得られた不織布の目付は５５ｇ／ｒｒｒで５０パ
ーセント伸長モジユラスが縦９８．３ｇ１５ｃｍ、横８
３ｇ１５ｃｍ、５０％伸長弾性回復率が縦、横ともに７
８％であった。このような不織布を任意の幅にスリット
したのち、ＦＲＰ管継手の成形に供する。

第３図は、本発明の成形方法を、ＦＲＰ管継手としてソ
ケット継手に適用した例を示し、この例でも、不織布２
１を巻回する際、エルボ継手の場合と同様、受口成形部
１１．１１に対しては不織布２１を経方向に引っ張るよ
うにして巻回する。

なお、同図において、前記実施例と同一構成要素には同
一符号を付している。

なお、本発明に係るＦＲＰ管継手の成形方法は、上記し
たようなエルボ継手やソケット継手を成形する場合に限
らず、チーズ継手やレデューサといったあるゆる種類の
ＦＲＰ管継手を成形する場合にも通用できるものである
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の成形方法によれば、従来
のガラスマットを用いる方法で必要であったガラスマッ
トの裁断といった面倒な作業が一切不要となるので、内
面保護層を効率よく形成することができる。したがって
、従来の方法に比べて生産性を大幅に向上させることが
できるとともに、作業者の熟練度に左右されることなく
均一な品質のＦＲＰ管継手を得ることができる。

また、内面保護層の形成に経緯両方向に伸縮自在な不織
布を用いているので、管継手成形用内型が複雑な形状の
ものであっても、不織布を内型の表面に密着させること
が可能となり、完全な内面保護層をもったＦＲＰ管継手
を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る繊維強化熱硬化性樹脂製管継手の
成形方法により管継手成形用内型の表面に内面保護層、
補強層、外面保護層を形成した状態を示す部分断面図、
第２図は本発明の成形方法における内面保護層の形成工
程の一例を示す正面図、第３図は同他の例を示す正面図
、第４図は本発明の成形方法における不織布の巻回状態
と、従来の成形方法におけるガラスマットの巻回状態と
を比較して示す部分断面図、第５図は従来例を示す概略
図である。 １・・・管継手成形用内型 ２・・・内面保護層 ２Ｉ・・・不織布 ３・・・補強層 ４・・・外面保護層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）管継手成形用内型の表面に内面保護層を形成する工
   程と、この内面保護層の上に繊維強化熱硬化性樹脂から
   なる補強層を形成する工程とを含む繊維強化熱硬化性樹
   脂製管継手の成形方法において、 前記内面保護層を形成する工程が、前記内型の表面に、
   熱硬化性樹脂液を塗布してから経緯両方向に伸縮自在な
   不織布を巻回し、次いでこの不織布に熱硬化性樹脂液を
   含浸させることからなることを特徴とする繊維強化熱硬
   化性樹脂製管継手の成形方法。