JPH0561091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三層構造の繊維強化プラスチツク製
角パイプの製造方法及び該方法で使用する賦形ノ
ズルに係わり、特に建設または土木工事用コンク
リート型枠支持管として使用するのに好適な三層
構造の繊維強化プラスチツク製角パイプの製造方
法及び該方法で使用する賦形ノズルに関する。

〔従来の技術とその問題点〕

建設または土木工事において、コンクリートを
打設する際、コンクリート型枠の組立はバタ材と
して呼ばれる支持管によつて行われる。この支持
管としては、鉄製およびアルミ製のものが一般的
であるが、最近、繊維強化プラスチツク製パイプ
が使用されるようになつて来た。このプラスチツ
ク製パイプは、ガラス繊維等の補強繊維で補強さ
れているため、所定の機械的強度を有するという
利点のほかに、軽量で、腐食しにくく、コンクリ
ートが付着しにくいという利点がある。

このパイプは熱可塑性樹脂からなる内層、補強
繊維を熱硬化性樹脂で一体的に結着してなる中間
層、および熱可塑性樹脂からなる外層の三層構造
となつており、その製造は次のようにして行われ
る。先ず、内層を構成する熱可塑性樹脂を第１の
押出し機によりパイプ状に押出して連続的に成形
し、冷却固化する。次に、この内層の外周に中間
層を構成する液状熱硬化性樹脂含浸補強繊維を、
連続的に押出されて来るパイプ状内層の外周に連
続的に被覆して所定の断面形状に賦形する。そし
て外層を構成する熱可塑性樹脂を第２の押出し機
によつて更に被覆する。このようにして連続的に
成形されたパイプ状物を直ちに冷却水に入れ、外
層の熱可塑性樹脂を冷却固化し、次いで同一ライ
ン上に配置されている熱湯槽中を通過させ、中間
層の熱硬化性樹脂を加熱硬化させる。これによ
り、三層構造のパイプが得られる。

上記製造方法によつて断面形状が円形のプラス
チツク製パイプを製造する場合には、各部の厚さ
が均一に成形されれば、賦形された断面形状を変
形しようとする力（例えば、中間層賦形直後の内
層の反発力、外層冷却時の収縮力等）が発生して
もこの力は各部に均一に分散し、体積を最小にす
るように、すなわち断面形状が円形になるように
作用する。従つて、製品の変形（例えば楕円形
等）はほとんど生じない。

しかし、断面が矩形のパイプを製造する場合に
は、第４図に示すように、パイプの断面形状が変
形する。すなわち、先ず第１に、中間層２０が賦
形ノズルから出た直後、既に冷却固化している内
層２１の反発力によつて、中間層２０が外側へ膨
らむ。この場合、中間層２０の角部と辺部では、
角部の変形が少なく、辺部が凸状に大きく湾曲す
る。更に、外層２２冷却時には中間層２０が固ま
つていないので、外層２２冷却による収縮力が外
層２２と中間層２０を変形させる。この収縮変形
力は体積を最小にするように作用するので、辺部
は益々大きく凸状に湾曲し、角部は丸くなる。

このようにして変形した角パイプは、建設また
は土木工事用コンクリート型枠支持管として使用
するときに、次のような問題点がある。

角パイプは現場で、その辺部が他の角パイプ、
他の材料、接合部材等に接合されるが、辺部が上
記のように凸状に湾曲していると、パイプの組立
寸法の狂い、ひいては型枠組立寸法の狂いを生じ
る。また、凸状辺部の中央部に応力集中が生じ、
強度が低下するという問題点がある。更に、保管
や運搬のために角パイプを段積みして重ねるとき
に、湾曲凸状部が安定性を悪くするという問題点
がある。

〔発明の目的〕

本発明は、このような問題点を除去するために
なされたものであり、その目的は、辺部や角部の
変形が小さい、三層構造の繊維強化プラスチツク
製角パイプの製造方法、及び該方法で使用する賦
形ノズルを提供することである。

〔目的を達成するための手段〕

この目的を達成するために、本発明では、熱可
塑性樹脂の内層を連続的に成形し、その外周に中
間層を構成する液状熱硬化性樹脂含浸補強繊維を
賦形ノズルで連続的に所定断面形状に賦形した
後、外層を構成する熱可塑性樹脂を被覆および冷
却し、その後中間層の熱硬化性樹脂を加熱硬化す
ることによる、内層、中間層および外層からなる
三層構造の繊維強化プラスチツク製角パイプの製
造方法は、中間層を賦形する際に、中間層の各辺
部を、得ようとする形状よりも凹状に湾曲させて
賦形することを特徴とする。

この場合、中間層の賦形は、設計上の最終絞り
断面積に対応した最後の賦形ノズルの断面積を
100とするとき、その前に断面積が90〜100である
賦形ノズルを配置して、段階的に行うことが望ま
しい。

更に、三層構造の繊維強化プラスチツク製角パ
イプを製造するときに、中間層の液状熱硬化性樹
脂含浸補強繊維を連続的に所定断面形状に賦形す
るために使用する賦形ノズルは、賦形ノズルの内
面の各辺部が内側へ凸状に湾曲するように形成さ
れていることを特徴とする。この場合、最後の賦
形ノズルの湾曲凸状部の最大高さは各辺部の長さ
の0.2〜2.5％であることが望ましい。

〔実施例〕

次に、図を参照して本発明の実施例を詳しく説
明する。

第１図は、建設または土木工事用コンクリート
型枠支持管として使用される、本実施例による三
層構造の繊維強化プラスチツク製角パイプ１の横
断面を示している。

この角パイプ１は中間層２、内層３および外層
４からなつている。中間層２は補強繊維を熱硬化
製樹脂で一体的に結着してなるものである。この
熱硬化製樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂が
望ましい。また、補強繊維としては、角パイプの
剛性を向上させるために、長繊維束を使用するの
が望ましく、その繊維としては、ポリエステル、
ナイロン、ビニロン、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、芳香族ポリアミド等の有機合成繊維や、ガ
ラス繊維、炭素繊維等の無機繊維を使用するのが
好ましい。

中間層２の内側と外側は、熱可塑性樹脂からな
る前記内層３と外層４によつて被覆されている。
内層３および外層４を構成する熱可塑性樹脂とし
ては、中間層２のマトリツクスである熱可塑性樹
脂（例えば不飽和ポリエステル樹脂）と化学的親
和性を有するものが使用され、このような熱可塑
性樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン樹脂（ABS樹脂）、アクリロニトリル
−スチレン樹脂（AS樹脂）、アクリロニトリル−
アクリリツク−スチレン樹脂（AAS樹脂）、ポリ
スチレン樹脂（PS樹脂）、ポリカーボネート樹脂
（PC樹脂）等が挙げられる。

第２図は上記構造の角パイプ１を製造するため
の装置を概略的に示し、第３図は中間層２の賦形
のために使用される賦形ノズルの横断面を示して
いる。

角パイプ１を製造する場合には、先ず、内層３
を構成する熱可塑性樹脂を第１の押出し機５によ
りパイプ状に押出して連続的に成形し、冷却槽６
で冷却固化する。次に、補強繊維供給部７から供
給されかつ液状熱硬化性樹脂（例えば不飽和ポリ
エステル）８を含浸させた補強繊維（例えばガラ
ス繊維）９を、連続的に押出されて来る前記パイ
プ状内層３の外周に連続的に被覆して所定の断面
形状に賦形し、中間層２を形成する。その際、複
数の賦形ノズル１０により、約２倍位の断面積か
ら余剰熱硬化性樹脂８を取り除きながら徐々に断
面積を絞つて行く。そのため、賦形ノズル１０は
その開口断面積が徐々に小さくなつている。賦形
ノズル１０は更に、第３図に示すように、その内
面の各辺部１１が内側へ凸状に湾曲するように形
成されている。それによつて、中間層２の各辺部
は、得ようとする形状よりも凹状に湾曲するよう
賦形される。

また、賦形ノズルは開口断面積を徐々に小さく
するが、この場合中間層２の最終外径に対応した
最後の賦形ノズル１０ａの開口断面積を100とす
るとき、最後の賦形ノズル１０ａの手前に、最後
の賦形ノズルよりも余剰樹脂の絞り率が高い90〜
100の開口断面積を有する賦形ノズルを複数個配
置し、賦形することが望ましい。

中間層２は更に、第２の押出し機１２によつ
て、外層４を構成する熱可塑性樹脂で被覆され
る。このようにして連続的に成形されたパイプ状
物を直ちに冷却槽１３に入れ、外層４の熱可塑性
樹脂を冷却固化し、次いで同一ライン上に配置さ
れている熱湯槽１４中を通過させ、中間層２の熱
硬化性樹脂を加熱硬化させる。パイプは更に、冷
却槽１５と引取機１６を通過した後、定尺カツタ
１７で一定寸法に切断される。

上記製造方法では、中間層２は賦形ノズル１０
によつてその辺部が内側へ凹状に湾曲するように
賦形される。従つて、賦形ノズル１０から出た直
後の内層３による反発力や、外層４冷却時の収縮
力によつて、中間層２や外層４に変形が生じて
も、前記中間層２の凹状湾曲部がこの変形を吸収
するので、第１図に示すような所定断面形状の角
パイプが得られる。すなわち、中間層賦形以降の
中間層２と外層４の変形を考慮し、予め、中間層
賦形時に、変形と逆の形状を中間層２に賦形した
ので、最終角パイプ製品は辺部が膨らんだり、角
が丸くなることがない。

厚みが４〜６mmで50〜60mm角の角パイプを上記
製造方法で多種類製造した結果、最後の賦形ノズ
ル１０ａの湾曲凸状部の最大高さｈが各辺部１１
の長さｌの0.2〜2.5％であるときに、外層４の湾
曲凸状部の最大高さまたは湾曲凹状部の最大深さ
を±0.4mmの範囲に抑えることができた。このよ
うに、外層４の変形量が±0.4mmであると、角パ
イプ１を建設または土木工事用コンクリート型枠
支持管として支障なく使用できることが判つた。
更に、最後の賦形ノズル１０ａの湾曲凸状部の最
大高さｈが各辺部１１の長さｌの0.5〜2.0％であ
ると、外層４の湾曲凸状部の最大高さまたは湾曲
凹状部の最大深さを±0.3mmの範囲に抑えること
ができ、一層好ましいことが判つた。

更に、最後の賦形ノズル１０ａの手前の若干の
賦形ノズル１０を、最後の賦形ノズル１０ａより
も絞るようにすると、一層効果があることが判つ
た。この場合、最後の賦形ノズルの開口断面積を
100とすると、その手前の賦形ノズル１０の開口
断面積は例えば次のように設定される。

径mm 開口断面積 最後の賦形ノズル 58.0角 100 一つ手前のノズル 57.5角 91 二つ手前のノズル 57.75角 96 三つ手前のノズル 58.0角 100 四つ手前のノズル 58.25角 104 五つ手前のノズル 58.5角 109 六つ手前のノズル 59.0角 118 七つ手前のノズル 61.0角 154 このような賦形ノズルを用いて角パイプを製造
したところ、外層４の湾曲凸状部の最大高さまた
は湾曲凹状部の最大深さを±0.2mmの範囲に抑え
ることができ、より一層好ましい結果が得られ
た。なお、上記の最後の賦形ノズル（開口断面積
100）と一つ手前の賦形ノズル（開口断面積91）
との間に、開口断面積96の他の賦形ノズルを設け
てもよい。

〔発明の効果〕 本発明は、中間層の各辺部を、得ようとする形
状よりも凹状に湾曲させて賦形するようにしたの
で、中間層賦形後の変形が相殺され、最終的に辺
部や角部の変形の小さい所定断面形状の角パイプ
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて製造された、三層構造
の繊維強化プラスチツク製角パイプの横断面形状
を示す図、第２図は同パイプの製造装置の概略
図、第３図は賦形ノズルの横断面形状を示す図、
第４図は従来の方法によつて製造された、三層構
造の繊維強化プラスチツク製角パイプの横断面形
状を示す図である。 １…繊維強化プラスチツク製角パイプ、２…中
間層、３…内層、４…外層、５…第１押出し機、
６…冷却槽、７…補強繊維供給部、８…熱硬化性
樹脂槽、９…補強繊維、１０，１０ａ…賦形ノズ
ル、１１…辺部、１２…第２押出し機、１３…冷
却槽、１４…熱湯槽、１５…冷却槽、１６…引取
機、１７…定尺カツタ、ｈ…湾曲凸状部の最大高
さ、ｌ…辺部の長さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂の内層を連続的に成形し、その
   外周に中間層を構成する液状熱硬化性樹脂含浸補
   強繊維を賦形ノズルで連続的に所定断面形状に賦
   形した後、外層を構成する熱可塑性樹脂を被覆お
   よび冷却し、その後中間層の熱硬化性樹脂を加熱
   硬化することによる、内層、中間層および外層か
   らなる三層構造の繊維強化プラスチツク製角パイ
   プの製造方法において、 中間層を賦形する際に、中間層の各辺部を、得
   ようとする形状よりも凹状に湾曲させて賦形する
   ことを特徴とする、三層構造の繊維強化プラスチ
   ツク製角パイプの製造方法。 ２ 中間層の賦形は、賦形するために使用する最
   後の賦形ノズルの断面積を100とするとき、該最
   後の賦形ノズルの前に該断面積が90〜100である
   賦形ノズルを配置して、段階的に行うことを特徴
   とする、請求項１記載の三層構造の繊維強化プラ
   スチツク製角パイプの製造方法。 ３ 三層構造の繊維強化プラスチツク製角パイプ
   を製造するときに、中間層の液状熱硬化性樹脂含
   浸補強繊維を連続的に所定断面形状に賦形するた
   めに使用する賦形ノズルにおいて、賦形ノズルの
   内面の各辺部が内側へ凸状に湾曲するように形成
   されていることを特徴とする賦形ノズル。 ４ 最後の賦形ノズルの湾曲凸状部の最大高さが
   各辺部の長さの0.2〜2.5％であることを特徴とす
   る、請求項３記載の賦形ノズル。