JPH0550515A - フイラメントワインデイング成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 多数の樹脂含浸ロービング繊維11' 、12' 、
13' を引き揃えた状態で少なくとも一本ずつ、多数の隙
間501 を有する櫛状のピン502 とこのピン502 と直交し
接近して配設された一対のスリットバー503 とからなる
トラバースアイ50の各隙間501 とスリット504 とに、こ
の順に通してテープ状に収束する。これをマンドレルに
ヘリカル状に層状に巻付け積層し樹脂を硬化させ脱型す
る。 【効果】 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、それぞれのロービング繊維がトラバース
アイの各隙間及びスリットに拘束されて互いに干渉し合
うことがなく、その張力が不均一となってたるみが発生
せず、たるみに起因する毛羽立ちや糸切れの発生がな
い。また、全体として偏平で薄肉広幅に収束され、しか
もマンドレルへの繰出点が一定に保たれる。それゆえ、
肉厚精度等の品質の良い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。

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に
樹脂を含浸させ、この多数の樹脂含浸ロービング繊維を
引き揃えた状態でドーナツ状の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が
干渉し合って不均一となり、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。しかも、ドーナツ状のト
ラバースアイを通過する際に、多数のロービング繊維は
中央部に寄っていき、収束されたテープ状の樹脂含浸ロ
ービング繊維は厚肉となり成形体の厚さを精密に調節す
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に樹脂
を含浸させ、この多数の樹脂含浸ロービング繊維を引き
揃えた状態で少なくとも一本ずつ、多数の隙間を有する
櫛状のピンとこのピンと直交し接近して配設された一対
のスリットバーとからなるトラバースアイの各隙間とス
リットとをこの順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。

【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一部切欠斜視
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、13は、それぞれ案
内ロール21、22、23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、13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、13は、便宜的に三本
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、13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、1
2、13に適量含浸される。このようにして形成された多
数の樹脂含浸ロービング繊維11^' 、12^' 、13^' は、引き
揃えられた状態でトラバースアイ50に通され、ここでテ
ープ状に収束される。

【０００９】上記のトラバースアイ50は、図１に示すよ
うに、多数の隙間501 を有する櫛状のピン502 とこのピ
ン502 と直交し接近して配設された一対のスリットバー
503とからなる。この多数のピン502 により多数の隙間5
01 が形成され、また一対のスリットバー503 によりス
リット504 が水平に形成されている。なお、多数のピン
502 の一端部はピン取付台505 に垂直に挿入固定され、
また一対のスリットバー503 の両端部はバー取付台506
にネジ止めされている。さらにピン取付台505の両端部
とバー取付台506とは、櫛状のピン502 と一対のスリッ
トバー503 とが接近して直交するようにネジ止めされて
いる。このようにして、櫛状のピン502と一対のスリッ
トバー503 とが一体となったトラバースアイ50が構成さ
れている。

【００１０】ピン502 及びスリットバー503 としては、
通常、丸味のある円柱状のものが用いられる。そして、
一般にピン502 の直径が２〜８mm、隙間501 が３〜20mm
であり、またスリットバー503 の直径が２〜20mm、スリ
ットが２〜10mmのものが多く用いられる。これ等の寸法
は、一般にロービング繊維の番手により適当に決められ
る。ピン502 とスリットバー503 とは、できるだけ接近
させるのが好ましい。なお、このトラバースアイ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】図１に示すように、多数の樹脂含浸ロービ
ング繊維11^' 、12^' 、13^' は、引き揃えられた状態でト
ラバースアイ50の各間隙501 とスリット504にこの順に
通され、ここでテープ状に収束される。そして、収束さ
れたテープ状の樹脂含浸ロービング繊維60は、図２に示
すように、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、容器など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に
樹脂を含浸させ、この多数の樹脂含浸ロービング繊維を
引き揃えた状態で少なくとも一本ずつ、多数の隙間を有
する櫛状のピンとこのピンと直交し接近して配設された
一対のスリットバーとからなるトラバースアイの各隙間
とスリットとにこの順に通すと、この多数の樹脂含浸ロ
ービング繊維はトラバースアイの各隙間及びスリットを
通過する際に、上記の各隙間及びスリットに拘束されて
互いに干渉し合うことがなく、テープ状に良好に口出し
され収束される。それゆえ、多数の樹脂含浸ロービング
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、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、このようにトラバースアイの各隙間
及びスリットに通された多数のロービング繊維は、張力
が不均一となり難いのでロービング繊維の本数を増やす
ことが可能となり、このような多数のロービング繊維は
トラバースアイの隙間及びスリットの作用で全体として
偏平で薄肉広幅のテープ状に収束され、マンドレルへの
巻付け能率が向上する。

【００１４】さらに、例えばチーズ型管継手などの非軸
対称製品を製造する場合のように、トラバースアイ自身
に正逆方向の回動運動等が与えられても、多数のロービ
ング繊維は回動運動等の動きに良好に追従していきマン
ドレルへの繰出点が一定に保たれる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を示す。実施例 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樹脂含浸ロ
ール及び繊維送りロールに通して、熱硬化性エポキシ樹
脂液を含浸させた10本の樹脂含浸繊維ロービングを形成
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−91
7: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。

【００１６】次いで、この10本の樹脂含浸繊維ロービン
グを引き揃えた状態でそれぞれ一本ずつ、10個の隙間を
有する櫛状のピンとこのピンと直交し接近（当接）して
配設された一対のスリットバーとからなるトラバースア
イの各隙間とスリットをこの順に通して幅が約45mmのテ
ープ状に収束した。各々のピンは円柱状でその直径は３
mm、長さは30mmであり、一対のスリットバーは一部に平
面のある円柱状でその直径は12mm、長さは120mm 、スリ
ットは平行に３mmに設定した。

【００１７】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主管部分及び分岐管部分
の厚さが５mm、主管部分と分岐管部分との合流部分の厚
さが10mmとなるように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チーズ型管継手を
製造した。なお主管部分の長さは700mm 、分岐管部分長
さは400mm 、管内径は165mm に設定した。

【００１８】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30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
手の主管部分及び分岐管部分の厚みは5.5 ±１mm、主管
部分と分岐管部分との合流部分の厚みが11.5±１mmであ
り、このチーズ型管継手は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 実施例において、トラバースアイとして、線径６mm、内
径40mmのドーナツ状の従来のトラバースアイを用いた。
それ以外は実施例と同様に行った。

【００１９】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
なためと、偏肉が大きく最低厚みを保持するためとの両
方の理由から、送り速度を速めることができず、約50分
の巻付け時間を要した。また、得られたチーズ型管継手
の主管部分及び分岐管部分の厚みは７±３mm、主管部分
と分岐管部分との合流部分の厚みは16.5±５mmであり、
厚みのばらつきが大きかった。

【００２０】

【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。

【００２１】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。特
に、チーズ型管継手などの非軸対称製品を製造する場合
のように、トラバースアイ自身に正逆方向の回動運動等
が与えられてもマンドレルへの繰出点が一定に保たれる
ので、本発明方法は軸対称製品の製造は勿論のこと非軸
対称製品の製造に好適である。特に、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一部切欠斜視図である。

【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 13 ロービング繊維 11' 樹脂含浸ロービング繊維 12' 樹脂含浸ロービング繊維 13' 樹脂含浸ロービング繊維 40 樹脂含浸ロール 50 トラバースアイ 501 多数のピンの隙間 502 多数のピン 503 一対のスリットバー 504 スリットバーのスリット 60 テープ状の樹脂含浸ロービング繊維 70 マンドレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高尾 公徳 京都府城陽市寺田町尼塚68番地の171 (72)発明者 植松 朋子 大阪府大阪市淀川区塚本１丁目７番11号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のロービング繊維に樹脂を含浸さ
   せ、この多数の樹脂含浸ロービング繊維を引き揃えた状
   態で少なくとも一本ずつ、多数の隙間を有する櫛状のピ
   ンとこのピンと直交し接近して配設された一対のスリッ
   トバーとからなるトラバースアイの各隙間とスリットと
   をこの順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。