JPH05138748A - 繊維強化樹脂管の製造方法 - Google Patents
繊維強化樹脂管の製造方法Info
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- JPH05138748A JPH05138748A JP3303711A JP30371191A JPH05138748A JP H05138748 A JPH05138748 A JP H05138748A JP 3303711 A JP3303711 A JP 3303711A JP 30371191 A JP30371191 A JP 30371191A JP H05138748 A JPH05138748 A JP H05138748A
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
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- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マトリックス樹脂の酸化による変色・劣化を
防止する。 【構成】 強化繊維１０と熱可塑性樹脂繊維１２又は熱
可塑性樹脂を含浸させた強化繊維を不活性ガス雰囲気中
で所定温度に加熱しつつマンドレル４の外周に巻き付
け、熱可塑性樹脂と強化繊維とを筒状に複合一体化した
後、それを冷却固化させることにより繊維強化樹脂管１
７を製造する。これにより、熱可塑性樹脂繊維１２又は
熱可塑性樹脂は、所定温度に加熱される際に大気と接触
しない。
防止する。 【構成】 強化繊維１０と熱可塑性樹脂繊維１２又は熱
可塑性樹脂を含浸させた強化繊維を不活性ガス雰囲気中
で所定温度に加熱しつつマンドレル４の外周に巻き付
け、熱可塑性樹脂と強化繊維とを筒状に複合一体化した
後、それを冷却固化させることにより繊維強化樹脂管１
７を製造する。これにより、熱可塑性樹脂繊維１２又は
熱可塑性樹脂は、所定温度に加熱される際に大気と接触
しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は機械構造用部品等として
広範囲に使用される繊維強化樹脂管の製造方法に関す
る。
広範囲に使用される繊維強化樹脂管の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、熱硬化性樹脂をマトリックスとし
た繊維強化樹脂管の欠点である靱性や耐衝撃性等を改良
するものとして、熱可塑性樹脂をマトリックスとした繊
維強化樹脂管が注目されるようになってきた。この熱可
塑性樹脂をマトリックスとする繊維強化樹脂管の製造方
法は、ポリアミドやポリブチレン等の熱可塑性樹脂繊維
をマンドレルに巻き付ける直前にトーチ等の加熱手段に
より高温に加熱し、この高温に加熱したものと炭素繊維
やガラス繊維等の強化繊維とを高速でマンドレルの外周
に巻き付けることにより、熱可塑性樹脂繊維と強化繊維
とを接着しつつ、筒状に複合一体化するようになってい
る（ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＭＡＣＨＩＮＩＳＴ，Ｍａｙ１
９８９；Ｐ５８〜Ｐ５９）。
た繊維強化樹脂管の欠点である靱性や耐衝撃性等を改良
するものとして、熱可塑性樹脂をマトリックスとした繊
維強化樹脂管が注目されるようになってきた。この熱可
塑性樹脂をマトリックスとする繊維強化樹脂管の製造方
法は、ポリアミドやポリブチレン等の熱可塑性樹脂繊維
をマンドレルに巻き付ける直前にトーチ等の加熱手段に
より高温に加熱し、この高温に加熱したものと炭素繊維
やガラス繊維等の強化繊維とを高速でマンドレルの外周
に巻き付けることにより、熱可塑性樹脂繊維と強化繊維
とを接着しつつ、筒状に複合一体化するようになってい
る（ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＭＡＣＨＩＮＩＳＴ，Ｍａｙ１
９８９；Ｐ５８〜Ｐ５９）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな熱可塑性樹脂をマトリックスとした繊維強化樹脂管
の製造方法にあっては、熱可塑性樹脂繊維をマンドレル
に巻き付ける直前に、該熱可塑性樹脂繊維を大気中で溶
融軟化温度以上に高温加熱するため、熱可塑性樹脂が酸
化して変色・劣化しやすいという問題があった。
うな熱可塑性樹脂をマトリックスとした繊維強化樹脂管
の製造方法にあっては、熱可塑性樹脂繊維をマンドレル
に巻き付ける直前に、該熱可塑性樹脂繊維を大気中で溶
融軟化温度以上に高温加熱するため、熱可塑性樹脂が酸
化して変色・劣化しやすいという問題があった。
【０００４】この発明はこのような従来技術の問題点を
解決するために案出されたものである。
解決するために案出されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、強化繊維
と熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性樹脂を含浸させた強化
繊維を不活性ガス雰囲気中で所定温度に加熱しつつマン
ドレルの外周に巻き付け、熱可塑性樹脂と強化繊維とを
筒状に複合一体化した後、それを冷却固化させることを
特徴としている。
と熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性樹脂を含浸させた強化
繊維を不活性ガス雰囲気中で所定温度に加熱しつつマン
ドレルの外周に巻き付け、熱可塑性樹脂と強化繊維とを
筒状に複合一体化した後、それを冷却固化させることを
特徴としている。
【０００６】
【作用】加熱される熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性樹脂
と大気との接触が不活性ガスにより遮断される。
と大気との接触が不活性ガスにより遮断される。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。
る。
【０００８】図１は繊維強化樹脂管の製造装置の概略図
であり、この図において１はシール室（容積約４リット
ル）である。このシール室１は、外部から内部を観察で
きるように透明な樹脂板等で形成してあり、その上部の
蓋部材１ａには細長い開口部２を形成してある（図２〜
図３参照）。そして、このシール室１の内部には、軸受
３で回動可能に支持され、図外の駆動装置により回動さ
せられる鉄製マンドレル４を収容すると共に、このマン
ドレル４を加熱できるように遠赤外線ランプ５を収容し
てあり、更に不活性ガス供給用の吹込みパイプ６を配置
してある。
であり、この図において１はシール室（容積約４リット
ル）である。このシール室１は、外部から内部を観察で
きるように透明な樹脂板等で形成してあり、その上部の
蓋部材１ａには細長い開口部２を形成してある（図２〜
図３参照）。そして、このシール室１の内部には、軸受
３で回動可能に支持され、図外の駆動装置により回動さ
せられる鉄製マンドレル４を収容すると共に、このマン
ドレル４を加熱できるように遠赤外線ランプ５を収容し
てあり、更に不活性ガス供給用の吹込みパイプ６を配置
してある。
【０００９】このうち、マンドレル４（外径寸法２５ｍ
ｍ，長さ４００ｍｍ）は、その外周面をニッケルメッキ
後研磨加工し、その外周面に所定厚さ（３０μ）のニッ
ケル箔７を端部が重なるように巻き付け（図４参照）、
そのニッケル箔７の外表面にシリコン系離型剤を吹きつ
けて乾燥させてある。又、吹込みパイプ６は、図２に示
すように、不活性ガス吹出し孔８を図中上方へ向けて形
成し、この不活性ガス吹出し孔８から吹き出す不活性ガ
スが開口部２から外部に流出するようにしてあり、シー
ル室１内に外部の空気が流入しないように、不活性ガス
吹出し孔８の位置及び個数等を考慮してある。尚、吹込
みパイプ６は、シール室１内の一端が閉塞されており、
他端が図外の不活性ガス供給設備に連通されている。
ｍ，長さ４００ｍｍ）は、その外周面をニッケルメッキ
後研磨加工し、その外周面に所定厚さ（３０μ）のニッ
ケル箔７を端部が重なるように巻き付け（図４参照）、
そのニッケル箔７の外表面にシリコン系離型剤を吹きつ
けて乾燥させてある。又、吹込みパイプ６は、図２に示
すように、不活性ガス吹出し孔８を図中上方へ向けて形
成し、この不活性ガス吹出し孔８から吹き出す不活性ガ
スが開口部２から外部に流出するようにしてあり、シー
ル室１内に外部の空気が流入しないように、不活性ガス
吹出し孔８の位置及び個数等を考慮してある。尚、吹込
みパイプ６は、シール室１内の一端が閉塞されており、
他端が図外の不活性ガス供給設備に連通されている。
【００１０】９は強化繊維（炭素繊維）１０を巻いたボ
ビンであり、このボビン９から繰り出される強化繊維１
０とボビン１１の熱可塑性樹脂繊維（ポリアミド６）１
２とを繊維案内装置１３により絡み付かせて連続状繊維
１４にするようになっている。そして、テンション機構
部１５で連続状繊維１４に所定の張力をかけ、連続状繊
維１４の弛みを防止し、この張力がかけられた連続状繊
維１４をトラバースヘッド１６によりニッケル箔７が巻
かれたマンドレル４の外周に所定の巻き付け角度で巻き
付けるようにしてある。
ビンであり、このボビン９から繰り出される強化繊維１
０とボビン１１の熱可塑性樹脂繊維（ポリアミド６）１
２とを繊維案内装置１３により絡み付かせて連続状繊維
１４にするようになっている。そして、テンション機構
部１５で連続状繊維１４に所定の張力をかけ、連続状繊
維１４の弛みを防止し、この張力がかけられた連続状繊
維１４をトラバースヘッド１６によりニッケル箔７が巻
かれたマンドレル４の外周に所定の巻き付け角度で巻き
付けるようにしてある。
【００１１】尚、トラバースヘッド１６はマンドレル４
の軸線方向に移動するようになっている。又、前記した
シール室１の開口部２は、連続状繊維１４の走行の妨げ
とらない範囲で最小限の開口面積となるように矩形状に
形成してある。
の軸線方向に移動するようになっている。又、前記した
シール室１の開口部２は、連続状繊維１４の走行の妨げ
とらない範囲で最小限の開口面積となるように矩形状に
形成してある。
【００１２】以上の製造装置を使用して、次のように繊
維強化樹脂管１７を製造する。
維強化樹脂管１７を製造する。
【００１３】先ず、図外の不活性ガス供給設備から２０
リットル／分の不活性ガスを吹込みパイプ６を介してシ
ール室１内に送り込み、空気よりも重い不活性ガスをシ
ール室１内に充満させると共に、マンドレル４を遠赤外
線ランプ５により所定温度に（２３０℃）に加熱する。
リットル／分の不活性ガスを吹込みパイプ６を介してシ
ール室１内に送り込み、空気よりも重い不活性ガスをシ
ール室１内に充満させると共に、マンドレル４を遠赤外
線ランプ５により所定温度に（２３０℃）に加熱する。
【００１４】次いで、ボビン９の強化繊維１０とボビン
１１の熱可塑性樹脂繊維１２を繊維案内装置１３で絡み
付かせて連続状繊維１４とし、これをトラバースヘッド
１６により所定厚さとなるまでマンドレル４に巻き付け
る。この際、不活性ガスが充満しているシール室１内の
連続状繊維１４は、遠赤外線ランプ５により所定温度
（２４０〜２５０℃）に加熱された状態でマンドレル４
の外周に巻き付けられる。これにより、熱可塑性樹脂繊
維１２が溶融して強化繊維１０に浸透し、これらが複合
一体化して筒状の繊維強化樹脂層が形成される。
１１の熱可塑性樹脂繊維１２を繊維案内装置１３で絡み
付かせて連続状繊維１４とし、これをトラバースヘッド
１６により所定厚さとなるまでマンドレル４に巻き付け
る。この際、不活性ガスが充満しているシール室１内の
連続状繊維１４は、遠赤外線ランプ５により所定温度
（２４０〜２５０℃）に加熱された状態でマンドレル４
の外周に巻き付けられる。これにより、熱可塑性樹脂繊
維１２が溶融して強化繊維１０に浸透し、これらが複合
一体化して筒状の繊維強化樹脂層が形成される。
【００１５】その後、その筒状の繊維強化樹脂層を冷却
固化させることにより、繊維強化樹脂管１７ができ上が
る。
固化させることにより、繊維強化樹脂管１７ができ上が
る。
【００１６】次いで、マンドレル４を繊維強化樹脂管１
７から引き抜く。この際、マンドレル４と繊維強化樹脂
管１７との間にはニッケル箔７が介装され、樹脂とマン
ドレル４との接着が防止されるため、マンドレル４は繊
維強化樹脂管１７から容易に引き抜くことができ、繊維
強化樹脂管１７に傷や割れ等の損傷を生じさせることが
ない。尚、この際、繊維強化樹脂管１７の内周面にはニ
ッケル箔７が付着しているが、そのニッケル箔７は容易
に剥離することができる。
７から引き抜く。この際、マンドレル４と繊維強化樹脂
管１７との間にはニッケル箔７が介装され、樹脂とマン
ドレル４との接着が防止されるため、マンドレル４は繊
維強化樹脂管１７から容易に引き抜くことができ、繊維
強化樹脂管１７に傷や割れ等の損傷を生じさせることが
ない。尚、この際、繊維強化樹脂管１７の内周面にはニ
ッケル箔７が付着しているが、そのニッケル箔７は容易
に剥離することができる。
【００１７】以上のように本実施例は、強化繊維１０と
熱可塑性樹脂繊維１２を不活性ガス雰囲気中で所定温度
に加熱しつつマンドレル４の外周に巻き付けるようにし
てあるため、繊維強化樹脂管１７の酸化が防止され、繊
維強化樹脂管１７のマトリックス樹脂の変色を低減でき
ると共に、繊維強化樹脂管１７の劣化を防止することが
できる。
熱可塑性樹脂繊維１２を不活性ガス雰囲気中で所定温度
に加熱しつつマンドレル４の外周に巻き付けるようにし
てあるため、繊維強化樹脂管１７の酸化が防止され、繊
維強化樹脂管１７のマトリックス樹脂の変色を低減でき
ると共に、繊維強化樹脂管１７の劣化を防止することが
できる。
【００１８】以上の実施例は、強化繊維１０として炭素
繊維を使用したがこれに限られるものではなく、ガラス
繊維やセラミックス繊維（アルミナ繊維，シリカ・アル
ミナ繊維等）等の無機繊維及び熱可塑性樹脂よりも高融
点の有機繊維（芳香族ポリアミド等）を使用することが
できる。又、熱可塑性樹脂繊維１２としてポリアミド６
を使用したがこれに限られるものではなく、ポリアミド
６６，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレ
フタレート，ポリプロピレン，ポリカーボネイド，ポリ
フェニレンサルファイド，ポリエーテルサルホン，ポリ
エーテルイミド等のほとんど全ての熱可塑性樹脂を適用
できる。更に、不活性ガスとして炭酸ガスを使用したが
これに限られるものではなく、六沸化硫黄ガスや六沸化
硫黄ガスを５％含有した炭酸ガス等の空気よりも比重の
大きな不活性ガスの使用が可能である。加えて、強化繊
維１０に熱可塑性樹脂繊維１２を絡ませた連続状繊維１
４をマンドレル４に巻き付けるようにしているが、予め
熱可塑性樹脂を含浸させたロービングやヤーン或は所定
寸法のプレプラグをマンドレル４に巻き付けるようにし
てもよい。
繊維を使用したがこれに限られるものではなく、ガラス
繊維やセラミックス繊維（アルミナ繊維，シリカ・アル
ミナ繊維等）等の無機繊維及び熱可塑性樹脂よりも高融
点の有機繊維（芳香族ポリアミド等）を使用することが
できる。又、熱可塑性樹脂繊維１２としてポリアミド６
を使用したがこれに限られるものではなく、ポリアミド
６６，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレ
フタレート，ポリプロピレン，ポリカーボネイド，ポリ
フェニレンサルファイド，ポリエーテルサルホン，ポリ
エーテルイミド等のほとんど全ての熱可塑性樹脂を適用
できる。更に、不活性ガスとして炭酸ガスを使用したが
これに限られるものではなく、六沸化硫黄ガスや六沸化
硫黄ガスを５％含有した炭酸ガス等の空気よりも比重の
大きな不活性ガスの使用が可能である。加えて、強化繊
維１０に熱可塑性樹脂繊維１２を絡ませた連続状繊維１
４をマンドレル４に巻き付けるようにしているが、予め
熱可塑性樹脂を含浸させたロービングやヤーン或は所定
寸法のプレプラグをマンドレル４に巻き付けるようにし
てもよい。
【００１９】尚、遠赤外線ランプ５によるマンドレル４
及び熱可塑性樹脂繊維１２の加熱温度は、マトリックス
樹脂である熱可塑性樹脂の材質等を考慮して決定され
る。又、前記実施例のシール室１の容積，マンドレル４
の大きさ及び供給不活性ガス量等の数値は、繊維強化樹
脂管１７の大きさや不活性ガスの種類等の各種条件に応
じて適宜決定される。更に、遠赤外線ランプ５は、マン
ドレル４の両側にそれぞれ対向させて配置すれば、より
一層迅速にマンドレル４及び熱可塑性樹脂繊維１２を加
熱できる。
及び熱可塑性樹脂繊維１２の加熱温度は、マトリックス
樹脂である熱可塑性樹脂の材質等を考慮して決定され
る。又、前記実施例のシール室１の容積，マンドレル４
の大きさ及び供給不活性ガス量等の数値は、繊維強化樹
脂管１７の大きさや不活性ガスの種類等の各種条件に応
じて適宜決定される。更に、遠赤外線ランプ５は、マン
ドレル４の両側にそれぞれ対向させて配置すれば、より
一層迅速にマンドレル４及び熱可塑性樹脂繊維１２を加
熱できる。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑繊維樹脂を
含浸させた強化繊維を不活性ガス雰囲気中で所定温度に
加熱しつつマンドレルの外周に巻きつけるようにしてあ
るため、熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性樹脂が所定温度
に加熱される際に大気に接触することがなく、繊維強化
樹脂管の酸化による変色を低減し、酸化による劣化を防
止することができる。
は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑繊維樹脂を
含浸させた強化繊維を不活性ガス雰囲気中で所定温度に
加熱しつつマンドレルの外周に巻きつけるようにしてあ
るため、熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性樹脂が所定温度
に加熱される際に大気に接触することがなく、繊維強化
樹脂管の酸化による変色を低減し、酸化による劣化を防
止することができる。
【図１】繊維強化樹脂管の製造装置の概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】シール室の斜視図。
【図４】テープ状のニッケル箔を巻いたマンドレルの斜
視図。
視図。
４…マンドレル、１０…強化繊維、１２…熱可塑性樹脂
繊維、１７…繊維強化樹脂管。
繊維、１７…繊維強化樹脂管。
Claims (2)
- 【請求項１】 強化繊維と熱可塑性樹脂繊維を不活性ガ
ス雰囲気中で所定温度に加熱しつつマンドレルの外周に
巻き付け、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維を筒状に複合一
体化した後、それを冷却固化させることを特徴とする繊
維強化樹脂管の製造方法。 - 【請求項２】 熱可塑性樹脂を含浸させた強化繊維を不
活性ガス雰囲気中で所定温度に加熱しつつマンドレルの
外周に巻き付け、熱可塑性樹脂と強化繊維とを筒状に複
合一体化した後、それを冷却固化させることを特徴とす
る繊維強化樹脂管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303711A JPH05138748A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 繊維強化樹脂管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303711A JPH05138748A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 繊維強化樹脂管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138748A true JPH05138748A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17924333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3303711A Pending JPH05138748A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 繊維強化樹脂管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05138748A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995000319A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Prince Sports Group, Inc. | Process for making a continuous cowound fiber reinforced thermoplastic composite article |
| US5891284A (en) * | 1995-09-13 | 1999-04-06 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Manufacture of a undirectional composite fabric |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP3303711A patent/JPH05138748A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995000319A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Prince Sports Group, Inc. | Process for making a continuous cowound fiber reinforced thermoplastic composite article |
| US5891284A (en) * | 1995-09-13 | 1999-04-06 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Manufacture of a undirectional composite fabric |
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