JPH05200901A - 繊維補強熱可塑性樹脂パイプの連続的製造方法 - Google Patents
繊維補強熱可塑性樹脂パイプの連続的製造方法Info
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- JPH05200901A JPH05200901A JP3347225A JP34722591A JPH05200901A JP H05200901 A JPH05200901 A JP H05200901A JP 3347225 A JP3347225 A JP 3347225A JP 34722591 A JP34722591 A JP 34722591A JP H05200901 A JPH05200901 A JP H05200901A
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- JP
- Japan
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- thermoplastic resin
- core
- rod
- fiber
- continuously
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 長さ如何にかかわりなく繊維補強熱可塑性樹
脂パイプを連続的に製造する方法を提供すること。 【構成】 本発明の製造方法は、熱可塑性樹脂をマトリ
ックスとするプリプレグ２を、熱膨張性中子３と該中子
３の外側に配された外型との間に介在させて外型・プリ
プレグ２・熱膨張性中子３からなる棒状部分を形成し、
前記棒状部分および／又は加熱領域を該棒状部分の長手
方向に連続的に移動させて該棒状部分が該加熱領域を通
過するようにして該棒状部分を連続的に加熱し、前記熱
可塑性樹脂を可塑化させると共に前記中子３を膨張させ
た後、加熱部分を冷却することからなる。
脂パイプを連続的に製造する方法を提供すること。 【構成】 本発明の製造方法は、熱可塑性樹脂をマトリ
ックスとするプリプレグ２を、熱膨張性中子３と該中子
３の外側に配された外型との間に介在させて外型・プリ
プレグ２・熱膨張性中子３からなる棒状部分を形成し、
前記棒状部分および／又は加熱領域を該棒状部分の長手
方向に連続的に移動させて該棒状部分が該加熱領域を通
過するようにして該棒状部分を連続的に加熱し、前記熱
可塑性樹脂を可塑化させると共に前記中子３を膨張させ
た後、加熱部分を冷却することからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維補強熱可塑性樹脂
パイプの連続的製造方法に関する。
パイプの連続的製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱可塑性樹脂であるポリエーテ
ルエーテルケトン (ＰＥＥＫ) に代表されるようないわ
ゆるエンジニアリングプラスチックスをマトリックスと
する連続繊維強化複合材料 (プリプレグ) は、靱性、耐
熱性、耐環境性がエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をマト
リックスとする複合材料に比して格段に優れている。近
年、熱可塑性樹脂をマトリックスとするプリプレグで繊
維補強熱可塑性樹脂パイプをつくり、このパイプを例え
ば自転車の構造部材、ゴルフシャフトや釣竿などのスポ
ーツレジャー分野、航空・宇宙分野の構造部材等として
用いる試みがなされるようになった。
ルエーテルケトン (ＰＥＥＫ) に代表されるようないわ
ゆるエンジニアリングプラスチックスをマトリックスと
する連続繊維強化複合材料 (プリプレグ) は、靱性、耐
熱性、耐環境性がエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をマト
リックスとする複合材料に比して格段に優れている。近
年、熱可塑性樹脂をマトリックスとするプリプレグで繊
維補強熱可塑性樹脂パイプをつくり、このパイプを例え
ば自転車の構造部材、ゴルフシャフトや釣竿などのスポ
ーツレジャー分野、航空・宇宙分野の構造部材等として
用いる試みがなされるようになった。
【０００３】従来、繊維補強熱可塑性樹脂パイプを製造
するには、例えば、熱可塑性樹脂をマトリックスとする
プリプレグを、熱膨張性中子とこの中子の外側に配され
た外型との間に介在させて外型・プリプレグ・熱膨張性
中子からなる棒状体となし、この棒状体の全体を加熱炉
等に入れて加熱した後に冷却するという回分 (バッチワ
イズ) の生産方式によっていた。しかし、この生産方式
は、長いパイプを生産するにはそれに見合う大きさの加
熱炉等が必要であるなどのため不向きであった。
するには、例えば、熱可塑性樹脂をマトリックスとする
プリプレグを、熱膨張性中子とこの中子の外側に配され
た外型との間に介在させて外型・プリプレグ・熱膨張性
中子からなる棒状体となし、この棒状体の全体を加熱炉
等に入れて加熱した後に冷却するという回分 (バッチワ
イズ) の生産方式によっていた。しかし、この生産方式
は、長いパイプを生産するにはそれに見合う大きさの加
熱炉等が必要であるなどのため不向きであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、長さにかか
わりなく繊維補強熱可塑性樹脂パイプを製造することが
できる繊維補強熱可塑性樹脂の連続的製造方法を提供す
ることを目的とする。
わりなく繊維補強熱可塑性樹脂パイプを製造することが
できる繊維補強熱可塑性樹脂の連続的製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、熱
可塑性樹脂をマトリックスとするプリプレグを、熱膨張
性中子と該中子の外側に配された外型との間に介在させ
て外型・プリプレグ・熱膨張性中子からなる棒状部分を
形成し、前記棒状部分および／又は加熱領域を該棒状部
分の長手方向に連続的に移動させて該棒状部分が該加熱
領域を通過するようにして該棒状部分を連続的に加熱
し、前記熱可塑性樹脂を可塑化させると共に前記中子を
膨張させた後、加熱部分を冷却することを特徴とする。
可塑性樹脂をマトリックスとするプリプレグを、熱膨張
性中子と該中子の外側に配された外型との間に介在させ
て外型・プリプレグ・熱膨張性中子からなる棒状部分を
形成し、前記棒状部分および／又は加熱領域を該棒状部
分の長手方向に連続的に移動させて該棒状部分が該加熱
領域を通過するようにして該棒状部分を連続的に加熱
し、前記熱可塑性樹脂を可塑化させると共に前記中子を
膨張させた後、加熱部分を冷却することを特徴とする。
【０００６】このように本発明では、棒状部分を連続的
に加熱し、冷却するために、長さ如何にかかわりなく繊
維補強熱可塑性樹脂パイプを容易に製造することが可能
となる。ただし、上記棒状部分は加熱を受ける部分につ
いて加熱以前に形成されていればよく、棒状体全体が加
熱前に完成されていなくともよい。以下、本発明の構成
につき詳しく説明する。
に加熱し、冷却するために、長さ如何にかかわりなく繊
維補強熱可塑性樹脂パイプを容易に製造することが可能
となる。ただし、上記棒状部分は加熱を受ける部分につ
いて加熱以前に形成されていればよく、棒状体全体が加
熱前に完成されていなくともよい。以下、本発明の構成
につき詳しく説明する。
【０００７】繊維補強熱可塑性樹脂パイプを製造するに
は、まず、熱可塑性樹脂をマトリックスとするプリプレ
グを図１に示すような円筒状外型１に横断面が中空形状
となるように挿入する。円筒状外型１は、従来における
と同様なものであって、繊維補強熱可塑性樹脂パイプ製
造時の温度に耐え得る耐熱性に優れたものであり、例え
ば銅パイプ、鉄パイプ等の金属パイプである。
は、まず、熱可塑性樹脂をマトリックスとするプリプレ
グを図１に示すような円筒状外型１に横断面が中空形状
となるように挿入する。円筒状外型１は、従来における
と同様なものであって、繊維補強熱可塑性樹脂パイプ製
造時の温度に耐え得る耐熱性に優れたものであり、例え
ば銅パイプ、鉄パイプ等の金属パイプである。
【０００８】熱可塑性樹脂をマトリックスとするプリプ
レグは、具体的には、複数本の連続繊維を引き揃えて一
方向に帯状に配列した一般にトウと呼ばれる繊維束にマ
トリックスの熱可塑性樹脂を含浸させたもの (一方向引
き揃えのプリプレグ (ＵＤプリプレグ) ) である。室温
においてタック性や可塑性がないばかりでなく、剛性が
高い。シート状又は短冊状 (スリットテープ) をしてい
る。このプリプレグを構成する繊維束に用いる補強繊維
としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維等である。
レグは、具体的には、複数本の連続繊維を引き揃えて一
方向に帯状に配列した一般にトウと呼ばれる繊維束にマ
トリックスの熱可塑性樹脂を含浸させたもの (一方向引
き揃えのプリプレグ (ＵＤプリプレグ) ) である。室温
においてタック性や可塑性がないばかりでなく、剛性が
高い。シート状又は短冊状 (スリットテープ) をしてい
る。このプリプレグを構成する繊維束に用いる補強繊維
としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維等である。
【０００９】マトリックスの熱可塑性樹脂としては、特
に限定されないが、好ましくは融点が 343℃のポリエー
テルエーテルケトン (ＰＥＥＫ) 、融点が 282〜288 ℃
のポリフェニレンサルファイド (ＰＰＳ) 、軟化点が 2
19℃のポリエーテルイミド (ＰＥＩ) 、ポリエーテルス
ルフォン (ＰＥＳ) 、ポリアリレンケトン、ポリアリレ
ンサルファイド、ポリアリルイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリイミドスルフォン、ポリスルフォン、ポリエス
テル等の高融点又は高軟化点の熱可塑性樹脂を例示する
ことができる。特に、エンジニアリングプラスチック又
はスーパーエンジニアリングプラスチックと称される融
点 200℃以上の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
に限定されないが、好ましくは融点が 343℃のポリエー
テルエーテルケトン (ＰＥＥＫ) 、融点が 282〜288 ℃
のポリフェニレンサルファイド (ＰＰＳ) 、軟化点が 2
19℃のポリエーテルイミド (ＰＥＩ) 、ポリエーテルス
ルフォン (ＰＥＳ) 、ポリアリレンケトン、ポリアリレ
ンサルファイド、ポリアリルイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリイミドスルフォン、ポリスルフォン、ポリエス
テル等の高融点又は高軟化点の熱可塑性樹脂を例示する
ことができる。特に、エンジニアリングプラスチック又
はスーパーエンジニアリングプラスチックと称される融
点 200℃以上の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００１０】熱可塑性樹脂をマトリックスとするプリプ
レグの円筒状外型１への挿入は、短冊状のプリプレグで
編組した筒状のプリフォームを円筒状外型１内に挿入す
ることによって行えばよい。また、シート状のプリプレ
グを渦巻状に巻回して筒状のプリフォームとし、これを
円筒状外型１内に挿入してもよい。つぎに、図２に示す
ようにプリプレグ２の中空部に棒状の中子３を挿入す
る。中子３は、熱膨張性のものであって、具体的にはフ
ッ素系樹脂からなる中実又は中空のマンドレルである。
フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン
(ＰＴＦＥ、商品名テフロン) 、ポリ弗化アルコキシエ
チレン樹脂 (ＰＦＡ) 、弗化エチレンプロピレンエーテ
ル共重合体樹脂 (ＦＥＰ) 等の熱膨張性が大で耐熱性の
高い樹脂を例示することができる。
レグの円筒状外型１への挿入は、短冊状のプリプレグで
編組した筒状のプリフォームを円筒状外型１内に挿入す
ることによって行えばよい。また、シート状のプリプレ
グを渦巻状に巻回して筒状のプリフォームとし、これを
円筒状外型１内に挿入してもよい。つぎに、図２に示す
ようにプリプレグ２の中空部に棒状の中子３を挿入す
る。中子３は、熱膨張性のものであって、具体的にはフ
ッ素系樹脂からなる中実又は中空のマンドレルである。
フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン
(ＰＴＦＥ、商品名テフロン) 、ポリ弗化アルコキシエ
チレン樹脂 (ＰＦＡ) 、弗化エチレンプロピレンエーテ
ル共重合体樹脂 (ＦＥＰ) 等の熱膨張性が大で耐熱性の
高い樹脂を例示することができる。
【００１１】このようにして、外型・プリプレグ・熱膨
張性中子からなる棒状部分 (以下、セットアップとい
う) Ｔが得られる。ついで、セットアップＴおよび／又
は加熱領域をセットアップＴの長手方向に連続的に移動
させてセットアップＴが該加熱領域を通過するようにし
てセットアップＴを連続的に加熱する。例えば、セット
アップＴの一端から他端に向って熱源を長手方向ｍに沿
って移動させながら、セットアップＴを連続的に加熱す
る。
張性中子からなる棒状部分 (以下、セットアップとい
う) Ｔが得られる。ついで、セットアップＴおよび／又
は加熱領域をセットアップＴの長手方向に連続的に移動
させてセットアップＴが該加熱領域を通過するようにし
てセットアップＴを連続的に加熱する。例えば、セット
アップＴの一端から他端に向って熱源を長手方向ｍに沿
って移動させながら、セットアップＴを連続的に加熱す
る。
【００１２】これにより、熱可塑性樹脂を可塑化 (溶
融) させると共に中子３を熱膨張させ、中子３の熱膨張
による押圧力でプリプレグ２を型締めする。この後、加
熱部分、すなわち型締めされた部分を冷却する。この場
合、冷却もまた長手方向ｍに沿って連続的に行われる。
冷却後、中子３をプリプレグ２の中空部から引き抜くと
共に円筒状外型１を除去することにより、図３に示すよ
うな形状の熱可塑性樹脂からなるパイプ４を連続的に得
ることができる。
融) させると共に中子３を熱膨張させ、中子３の熱膨張
による押圧力でプリプレグ２を型締めする。この後、加
熱部分、すなわち型締めされた部分を冷却する。この場
合、冷却もまた長手方向ｍに沿って連続的に行われる。
冷却後、中子３をプリプレグ２の中空部から引き抜くと
共に円筒状外型１を除去することにより、図３に示すよ
うな形状の熱可塑性樹脂からなるパイプ４を連続的に得
ることができる。
【００１３】つぎに、セットアップＴを連続的に加熱す
るための種々のバリエーションにつき、具体的に説明す
る。図４では、セットアップＴを矢示方向に連続的に加
熱炉内を通過させている。この場合、図５に示すように
加熱領域を固定してセットアップＴを移動させてもよ
い。また、図６に示すようにセットアップＴを固定して
加熱領域を移動させてもよい。図７ではセットアップＴ
を固定して複数の加熱領域を移動させている。図８では
固定した加熱領域のすぐ前にセットアップＴの製作工程
をおき、製作されたセットアップＴを直ちに移動させて
加熱領域を通過させるようにしている。
るための種々のバリエーションにつき、具体的に説明す
る。図４では、セットアップＴを矢示方向に連続的に加
熱炉内を通過させている。この場合、図５に示すように
加熱領域を固定してセットアップＴを移動させてもよ
い。また、図６に示すようにセットアップＴを固定して
加熱領域を移動させてもよい。図７ではセットアップＴ
を固定して複数の加熱領域を移動させている。図８では
固定した加熱領域のすぐ前にセットアップＴの製作工程
をおき、製作されたセットアップＴを直ちに移動させて
加熱領域を通過させるようにしている。
【００１４】
【実施例】長さ１メートルのセットアップ (外型は、肉
厚0.５mmで直径25mmの銅パイプ、プリフォームはＡＰＣ
−２／ＡＳ４の８プライで積層角度が±30°、中子は直
径21mmのＰＴＦＥ丸棒) を、炉長500mm の管状炉に毎分
10mmの速度で挿入し、出口にて送風機を用いて冷却して
全セットアップを通過させた。
厚0.５mmで直径25mmの銅パイプ、プリフォームはＡＰＣ
−２／ＡＳ４の８プライで積層角度が±30°、中子は直
径21mmのＰＴＦＥ丸棒) を、炉長500mm の管状炉に毎分
10mmの速度で挿入し、出口にて送風機を用いて冷却して
全セットアップを通過させた。
【００１５】このようにして得られたＰＥＥＫ／炭素繊
維製のパイプは、両端の約５cmづつを除いて外観・機械
的性質ともに、セットアップ全体を同時に熱して同時に
冷却する方法で製作したパイプと同様に優れた品質を示
していた。この例からも明らかなように、本発明では炉
長を越える製品の成形が可能であり品質的にも遜色が無
い。本実施例では１メートルの製品長であったが、それ
以上の製品であっても相当の長さのセットアップを準備
すれば成形可能なことは明らかである。
維製のパイプは、両端の約５cmづつを除いて外観・機械
的性質ともに、セットアップ全体を同時に熱して同時に
冷却する方法で製作したパイプと同様に優れた品質を示
していた。この例からも明らかなように、本発明では炉
長を越える製品の成形が可能であり品質的にも遜色が無
い。本実施例では１メートルの製品長であったが、それ
以上の製品であっても相当の長さのセットアップを準備
すれば成形可能なことは明らかである。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ットアップを連続的に加熱するために、長さの如何にか
かわらず繊維補強熱可塑性樹脂パイプを連続的に容易に
製造することが可能となる。
ットアップを連続的に加熱するために、長さの如何にか
かわらず繊維補強熱可塑性樹脂パイプを連続的に容易に
製造することが可能となる。
【図１】円筒状外型を示す斜視説明図である。
【図２】円筒状外型とプリプレグと中子との位置関係を
示す斜視説明図である。
示す斜視説明図である。
【図３】繊維補強熱可塑性樹脂パイプの一例を示す斜視
説明図である。
説明図である。
【図４】セットアップを連続的に加熱する方法の具体例
の説明図である。
の説明図である。
【図５】セットアップを連続的に加熱する方法の一例の
説明図である。
説明図である。
【図６】セットアップを連続的に加熱する方法の一例の
説明図である。
説明図である。
【図７】セットアップを連続的に加熱する方法の一例の
説明図である。
説明図である。
【図８】セットアップを連続的に加熱する方法の一例の
説明図である。
説明図である。
１ 円筒状外型 ２ プリプレグ ３ 中子 ４ パイプ Ｔ セットアップ
Claims (2)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂をマトリックスとするプリ
プレグを、熱膨張性中子と該中子の外側に配された外型
との間に介在させて外型・プリプレグ・熱膨張性中子か
らなる棒状部分を形成し、前記棒状部分および／又は加
熱領域を該棒状部分の長手方向に連続的に移動させて該
棒状部分が該加熱領域を通過するようにして該棒状部分
を連続的に加熱し、前記熱可塑性樹脂を可塑化させると
共に前記中子を膨張させた後、加熱部分を冷却する繊維
補強熱可塑性樹脂パイプの連続的製造方法。 - 【請求項２】 棒状部分を外型の長手方向に連続的に形
成しつつ、形成された棒状部分を順次加熱してゆく請求
項１の繊維補強熱可塑性樹脂パイプの連続的製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347225A JPH05200901A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 繊維補強熱可塑性樹脂パイプの連続的製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347225A JPH05200901A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 繊維補強熱可塑性樹脂パイプの連続的製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200901A true JPH05200901A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=18388775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3347225A Pending JPH05200901A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 繊維補強熱可塑性樹脂パイプの連続的製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05200901A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002321241A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-11-05 | Campagnolo Spa | 自転車車輪ハブを製作する方法、その方法を実践する装置、及びかようにして得られるハブ |
| JPWO2020226122A1 (ja) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3347225A patent/JPH05200901A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002321241A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-11-05 | Campagnolo Spa | 自転車車輪ハブを製作する方法、その方法を実践する装置、及びかようにして得られるハブ |
| JPWO2020226122A1 (ja) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | ||
| WO2020226122A1 (ja) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | 国立大学法人金沢大学 | 複合成形体の成形システム及び製造方法 |
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