JPH06328577A - 繊維強化樹脂管状体及びその製造方法 - Google Patents
繊維強化樹脂管状体及びその製造方法Info
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- JPH06328577A JPH06328577A JP5124028A JP12402893A JPH06328577A JP H06328577 A JPH06328577 A JP H06328577A JP 5124028 A JP5124028 A JP 5124028A JP 12402893 A JP12402893 A JP 12402893A JP H06328577 A JPH06328577 A JP H06328577A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】通常のFW設備で良好な生産性にて製造でき、し
かも、充分に優れた耐ウィ−ピング性を有する繊維強化
樹脂管状体及びその製造方法を提供する。 【構成】繊維強化樹脂管状体は、樹脂含浸連続繊維の巻
回積層体であり、内層１１と外層１２とを有し、内層１
１の繊維強化樹脂の繊維含有率が外層１２の繊維強化樹
脂の繊維含有率よりも低くされている。製造方法は、回
転するマンドレルに、樹脂含浸連続繊維をマンドレル軸
に対し９０0の方向で巻回し積層することにより内層１
１を形成し、この内層上に所定の角度方向で樹脂含浸連
続繊維を巻回し積層することにより外層１２を形成し、
しかも、内層形成時の樹脂含浸連続繊維の張力を外層形
成時の樹脂含浸連続繊維の張力よりも低くする。
かも、充分に優れた耐ウィ−ピング性を有する繊維強化
樹脂管状体及びその製造方法を提供する。 【構成】繊維強化樹脂管状体は、樹脂含浸連続繊維の巻
回積層体であり、内層１１と外層１２とを有し、内層１
１の繊維強化樹脂の繊維含有率が外層１２の繊維強化樹
脂の繊維含有率よりも低くされている。製造方法は、回
転するマンドレルに、樹脂含浸連続繊維をマンドレル軸
に対し９０0の方向で巻回し積層することにより内層１
１を形成し、この内層上に所定の角度方向で樹脂含浸連
続繊維を巻回し積層することにより外層１２を形成し、
しかも、内層形成時の樹脂含浸連続繊維の張力を外層形
成時の樹脂含浸連続繊維の張力よりも低くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水道管等の高内圧管やそ
の継手等に使用する繊維強化樹脂管状体及びその製造方
法に関するものである。
の継手等に使用する繊維強化樹脂管状体及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化樹脂管状体（以下、繊維強化樹
脂をFRPと称する）においては、合成樹脂管状体の耐腐
食性、軽量性等に加え、内圧(引張り)強度、衝撃強度等
に優れており、各種製品に多量に使用されている。
脂をFRPと称する）においては、合成樹脂管状体の耐腐
食性、軽量性等に加え、内圧(引張り)強度、衝撃強度等
に優れており、各種製品に多量に使用されている。
【０００３】このFRP管状体中、樹脂を含浸した連続繊
維をマンドレルに巻回・積層し、樹脂の硬化後、マンド
レルを脱型して製造する管状体、すなわち、フィラメン
トワィンディング法（以下、FW法と称する）により成形
したFRP管状体においては、連続方式であり、生産性に
優れ、かつ、繊維に内圧フ−プストレスを効果的に負担
させ得るので、特に、高い内圧強度を備えている。
維をマンドレルに巻回・積層し、樹脂の硬化後、マンド
レルを脱型して製造する管状体、すなわち、フィラメン
トワィンディング法（以下、FW法と称する）により成形
したFRP管状体においては、連続方式であり、生産性に
優れ、かつ、繊維に内圧フ−プストレスを効果的に負担
させ得るので、特に、高い内圧強度を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、FW法FR
P管状体を高水圧下、特に脈動負荷条件下で使用する
と、例えば、水道管、特にその継手として使用すると、
内部の水が発汗状に漏水する現象、すなわちウィ−ピン
グ現象が発生し易い。
P管状体を高水圧下、特に脈動負荷条件下で使用する
と、例えば、水道管、特にその継手として使用すると、
内部の水が発汗状に漏水する現象、すなわちウィ−ピン
グ現象が発生し易い。
【０００５】このウィ−ピング現象は、高内圧での脈動
負荷条件下、管状体内面の形状に起因する応力集中、他
物の接触（管挿口の接触）等に起因して不測的にマイク
ロクラックが発生し、このマイクロクラックが樹脂と繊
維との界面を繋ぐように連鎖的に伝播していき、この伝
播マイクロクラックが、あたかも汗腺として作用する結
果である。
負荷条件下、管状体内面の形状に起因する応力集中、他
物の接触（管挿口の接触）等に起因して不測的にマイク
ロクラックが発生し、このマイクロクラックが樹脂と繊
維との界面を繋ぐように連鎖的に伝播していき、この伝
播マイクロクラックが、あたかも汗腺として作用する結
果である。
【０００６】かかるウィ−ピング現象を防止するため
に、内面の表皮層をポリ塩化ビニルのブロ−成形により
形成し、その外部にFRP層を成形すること（特開昭６０
−２２９７４２号公報）、ハンドレイアップにより半割
りFRP内層を成形し、この内層をコアとして、FW法によ
りFRP外層を成形すること（特開昭６４−４５６２５号
公報）等が公知である。
に、内面の表皮層をポリ塩化ビニルのブロ−成形により
形成し、その外部にFRP層を成形すること（特開昭６０
−２２９７４２号公報）、ハンドレイアップにより半割
りFRP内層を成形し、この内層をコアとして、FW法によ
りFRP外層を成形すること（特開昭６４−４５６２５号
公報）等が公知である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来例においては、FW工程の前工程として、ブロ−法ま
たはハンドレイアップ法等による耐ウィ−ピング性内層
体の成形を必要とし、２種類の成形工程を必要とするの
で、工程の複雑化が避けられず、また、既存のFW設備の
みでは製造できず、設備費も高価となり、更に、生産性
の低下も否定できない。
従来例においては、FW工程の前工程として、ブロ−法ま
たはハンドレイアップ法等による耐ウィ−ピング性内層
体の成形を必要とし、２種類の成形工程を必要とするの
で、工程の複雑化が避けられず、また、既存のFW設備の
みでは製造できず、設備費も高価となり、更に、生産性
の低下も否定できない。
【０００８】更にまた、耐ウィ−ピング性内層体に塩化
ビニル等のブロ−成形体を使用する前者においては、内
層と外層との材質の相違のために、界面の完全な一体化
が困難であり、上記した繊維と樹脂との界面にマイクロ
クラックが生じるような条件下では、この内層と外層と
の界面にもクラックが発生する可能性が極めて高く、こ
のクラックを発端としてウィ−ピング現象が生じる畏れ
がある。また、ハンドレイアップ法によるFRP内層を使
用するものにおいても、内層の硬化後に、FW法により外
層を成形硬化しており、内層と外層とが、同時硬化でな
いので、両層の界面の完全な一体化が困難であり、前者
と同様な問題がある。しかも、内層が合わせ箇所のある
割れ成形体であるために、内圧作用時、この合わせ箇所
での外層部分に応力が集中してマイクロクラックが発生
し、このマイクロクラックが外層FRPの樹脂と繊維との
界面を繋ぐように伝播してウィ−ピング現象が生じる畏
れもある。
ビニル等のブロ−成形体を使用する前者においては、内
層と外層との材質の相違のために、界面の完全な一体化
が困難であり、上記した繊維と樹脂との界面にマイクロ
クラックが生じるような条件下では、この内層と外層と
の界面にもクラックが発生する可能性が極めて高く、こ
のクラックを発端としてウィ−ピング現象が生じる畏れ
がある。また、ハンドレイアップ法によるFRP内層を使
用するものにおいても、内層の硬化後に、FW法により外
層を成形硬化しており、内層と外層とが、同時硬化でな
いので、両層の界面の完全な一体化が困難であり、前者
と同様な問題がある。しかも、内層が合わせ箇所のある
割れ成形体であるために、内圧作用時、この合わせ箇所
での外層部分に応力が集中してマイクロクラックが発生
し、このマイクロクラックが外層FRPの樹脂と繊維との
界面を繋ぐように伝播してウィ−ピング現象が生じる畏
れもある。
【０００９】本発明の目的は、通常のFW設備で良好な生
産性にて製造でき、しかも、充分に優れた耐ウィ−ピン
グ性を有する繊維強化樹脂管状体及びその製造方法を提
供することにある。
産性にて製造でき、しかも、充分に優れた耐ウィ−ピン
グ性を有する繊維強化樹脂管状体及びその製造方法を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化樹脂管
状体は、樹脂含浸連続繊維の巻回積層体であり、内層と
外層とを有し、内層の繊維強化樹脂の繊維含有率が外層
の繊維強化樹脂の繊維含有率よりも低くされていること
を特徴とする構成である。
状体は、樹脂含浸連続繊維の巻回積層体であり、内層と
外層とを有し、内層の繊維強化樹脂の繊維含有率が外層
の繊維強化樹脂の繊維含有率よりも低くされていること
を特徴とする構成である。
【００１１】本発明の繊維強化樹脂管状体の製造方法
は、回転するマンドレルに、樹脂含浸連続繊維をマンド
レル軸に対し９０0の方向で巻回し積層することにより
内層を形成し、この内層上に所定の角度方向で樹脂含浸
連続繊維を巻回し積層することにより外層を形成し、し
かも、内層形成時の樹脂含浸連続繊維の張力を外層形成
時の樹脂含浸連続繊維の張力よりも低くすることを特徴
とする構成である。
は、回転するマンドレルに、樹脂含浸連続繊維をマンド
レル軸に対し９０0の方向で巻回し積層することにより
内層を形成し、この内層上に所定の角度方向で樹脂含浸
連続繊維を巻回し積層することにより外層を形成し、し
かも、内層形成時の樹脂含浸連続繊維の張力を外層形成
時の樹脂含浸連続繊維の張力よりも低くすることを特徴
とする構成である。
【００１２】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図１は本発明の繊維強化樹脂管状体の一例を示す断
面図である。図１において、１１は繊維強化樹脂の内層
を、１２は外層をそれぞれ示しており、内層１１の繊維
強化樹脂の繊維含有率が外層１２の繊維強化樹脂の繊維
含有率よりも低くされている。
る。図１は本発明の繊維強化樹脂管状体の一例を示す断
面図である。図１において、１１は繊維強化樹脂の内層
を、１２は外層をそれぞれ示しており、内層１１の繊維
強化樹脂の繊維含有率が外層１２の繊維強化樹脂の繊維
含有率よりも低くされている。
【００１３】上記内外層の繊維強化樹脂の樹脂には、熱
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の何れをもを使用できるが、
生産性、成形性等の面から、熱硬化性樹脂を使用するこ
とが好ましい。この熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル（エポキ
シアクリレ−ト）樹脂、フェノ−ル樹脂等を列挙でき、
熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニ
トリル−ブタジェン−スチレン共重合体、ポリスチレ
ン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアミド、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリフェニレンサルファィド、ポリスルホン、ポ
リエ−テル・エ−テルケトン等を列挙できる。
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の何れをもを使用できるが、
生産性、成形性等の面から、熱硬化性樹脂を使用するこ
とが好ましい。この熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル（エポキ
シアクリレ−ト）樹脂、フェノ−ル樹脂等を列挙でき、
熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニ
トリル−ブタジェン−スチレン共重合体、ポリスチレ
ン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアミド、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリフェニレンサルファィド、ポリスルホン、ポ
リエ−テル・エ−テルケトン等を列挙できる。
【００１４】これらの樹脂には、必要に応じて、充填
剤、低収縮剤、改質剤、短繊維、熱安定剤、可塑剤、滑
剤、顔料等を添加することができる。上記繊維強化樹脂
の繊維には、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維の他、
アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の
有機繊維を使用することもできる。
剤、低収縮剤、改質剤、短繊維、熱安定剤、可塑剤、滑
剤、顔料等を添加することができる。上記繊維強化樹脂
の繊維には、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維の他、
アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の
有機繊維を使用することもできる。
【００１５】上記内層１１の繊維含有率は、通常、５〜
５０体積％の範囲内とされる。５０体積％以上では、樹
脂含有量が少なく、柔軟性が不充分であって、初期マイ
クロクラックが生じ易く、また、樹脂と繊維との界面が
多くなり、この界面を繋ぐマイクロクラックの伝播が生
じ易くなって、耐ウィ−ピング性を充分に向上させ難
い。また、５体積％以下では、外層１２と内層１１との
機械的特性（特に、弾性率）の相違が顕著となり、両層
間の界面でクラックが発生して、このクラックに起因す
るウィ−ピング現象が生じ易くなる。
５０体積％の範囲内とされる。５０体積％以上では、樹
脂含有量が少なく、柔軟性が不充分であって、初期マイ
クロクラックが生じ易く、また、樹脂と繊維との界面が
多くなり、この界面を繋ぐマイクロクラックの伝播が生
じ易くなって、耐ウィ−ピング性を充分に向上させ難
い。また、５体積％以下では、外層１２と内層１１との
機械的特性（特に、弾性率）の相違が顕著となり、両層
間の界面でクラックが発生して、このクラックに起因す
るウィ−ピング現象が生じ易くなる。
【００１６】上記外層１２の繊維含有率は、耐内圧強
度、耐衝撃性を保障し得るように、通常３０〜９５体積
％、好ましくは、４５〜９５体積％で、かつ、内層の繊
維含有率よりも通常１０〜４５体積％、好ましくは、１
５〜４５体積％高くされる。
度、耐衝撃性を保障し得るように、通常３０〜９５体積
％、好ましくは、４５〜９５体積％で、かつ、内層の繊
維含有率よりも通常１０〜４５体積％、好ましくは、１
５〜４５体積％高くされる。
【００１７】上記において、管状体の機械的強度の主体
は、外層１２であるが、内層１１でも、ある程度の内圧
が負担され得る。従って、内層１１と外層１２との厚さ
の比は、各層の繊維含有率と許容内水圧、許容外圧、製
品形状等を勘案して設定される。
は、外層１２であるが、内層１１でも、ある程度の内圧
が負担され得る。従って、内層１１と外層１２との厚さ
の比は、各層の繊維含有率と許容内水圧、許容外圧、製
品形状等を勘案して設定される。
【００１８】本発明の繊維強化樹脂管状体は、図２の
（イ）に示す通常のフィラメントワィンディング装置を
使用して製造することができる。図２の（イ）におい
て、２１はロ−ビング供給ボビンを、２２は樹脂含浸槽
を、２３はフィ−ドアイを、２４はマンドレルをそれぞ
れ示し、ボビン２１からのロ−ビングａを樹脂含浸槽２
２に通過させて樹脂を含浸し、この樹脂含浸ロ−ビング
ｂを、図２の（ロ）に示すように、フィ−ドアイ２３に
よりマンドレル２４の軸方向にトラバ−スさせつつ、回
転中のマンドレル２４に巻回していく。
（イ）に示す通常のフィラメントワィンディング装置を
使用して製造することができる。図２の（イ）におい
て、２１はロ−ビング供給ボビンを、２２は樹脂含浸槽
を、２３はフィ−ドアイを、２４はマンドレルをそれぞ
れ示し、ボビン２１からのロ−ビングａを樹脂含浸槽２
２に通過させて樹脂を含浸し、この樹脂含浸ロ−ビング
ｂを、図２の（ロ）に示すように、フィ−ドアイ２３に
よりマンドレル２４の軸方向にトラバ−スさせつつ、回
転中のマンドレル２４に巻回していく。
【００１９】このフィラメントワィンディング装置を使
用して本発明の繊維強化樹脂管状体を製造するには、次
のような方法を使用することができる。すなわち、
（１）この方法においては、ロ−ビング供給ボビンと樹
脂含浸槽との間に、図３の（イ）に示すようなトルクモ
−タ付ロ−ル２５、または、図３の（ロ）に示すよう
な、エアシリンダ式の単連ダンサロ−ル２６、或いは、
図３の（ハ）に示すような、エアシリンダ式の多連ダン
サロ−ル２７を設置し、このロ−ルの操作により、内層
形成時のワィンディングにおいては、ロ−ビング張力を
低くし（０〜１．０kg未満/本)（ロ−ビングの張力を低
くすれば、繊維束の締まりが緩み、嵩比重が減少し、繊
維含有率を低くすることができる）、外層形成時のワィ
ンディングにおいては、ロ−ビング張力を高く（１．０
kg/本以上)する。
用して本発明の繊維強化樹脂管状体を製造するには、次
のような方法を使用することができる。すなわち、
（１）この方法においては、ロ−ビング供給ボビンと樹
脂含浸槽との間に、図３の（イ）に示すようなトルクモ
−タ付ロ−ル２５、または、図３の（ロ）に示すよう
な、エアシリンダ式の単連ダンサロ−ル２６、或いは、
図３の（ハ）に示すような、エアシリンダ式の多連ダン
サロ−ル２７を設置し、このロ−ルの操作により、内層
形成時のワィンディングにおいては、ロ−ビング張力を
低くし（０〜１．０kg未満/本)（ロ−ビングの張力を低
くすれば、繊維束の締まりが緩み、嵩比重が減少し、繊
維含有率を低くすることができる）、外層形成時のワィ
ンディングにおいては、ロ−ビング張力を高く（１．０
kg/本以上)する。
【００２０】（２）この方法においては、図２の（イ）
に示すように、樹脂含浸槽２２内にシリンダ−作動式の
ドクタ−ブレ−ド２８を設置し、内層形成時のワィンデ
ィングにおいては、ロ−ビングをドクタ−ブレ−ドに素
通りさせ、外層形成時のワィンディングにおいては、ロ
−ビングにブレ−ドを作用させて樹脂含浸量を低下させ
る。
に示すように、樹脂含浸槽２２内にシリンダ−作動式の
ドクタ−ブレ−ド２８を設置し、内層形成時のワィンデ
ィングにおいては、ロ−ビングをドクタ−ブレ−ドに素
通りさせ、外層形成時のワィンディングにおいては、ロ
−ビングにブレ−ドを作用させて樹脂含浸量を低下させ
る。
【００２１】（３）この方法においては、図３の（ニ）
に示すように、高粘度樹脂（１０ポイズ以上）の含浸槽
２２ａと低粘度樹脂（１０ポイズ未満）の含浸槽２２ｂ
とを並設し、内層形成時のワィンディングにおいては、
ロ−ビングａを高粘度樹脂含浸槽２２ａに通して樹脂付
着量を多くし、外層形成時のワィンディングにおいて
は、ロ−ビングを低粘度樹脂含浸槽に通して樹脂付着量
を少なくする。
に示すように、高粘度樹脂（１０ポイズ以上）の含浸槽
２２ａと低粘度樹脂（１０ポイズ未満）の含浸槽２２ｂ
とを並設し、内層形成時のワィンディングにおいては、
ロ−ビングａを高粘度樹脂含浸槽２２ａに通して樹脂付
着量を多くし、外層形成時のワィンディングにおいて
は、ロ−ビングを低粘度樹脂含浸槽に通して樹脂付着量
を少なくする。
【００２２】（４）この方法においては、図３の（ホ）
に示すように、高粘度樹脂（１０ポイズ以上）の含浸槽
２２ａと低粘度樹脂（１０ポイズ未満）の含浸槽２２ｂ
とをタンデムに設置し、内層形成時のワィンディングに
おいては、ロ−ビングａをシリンダ−操作式押さえ221a
により高粘度樹脂含浸槽２２ａに浸漬し、外層形成時の
ワィンディングにおいては、ロ−ビングａをシリンダ−
操作式押さえ221bにより低粘度樹脂含浸槽２２ｂに浸漬
する。
に示すように、高粘度樹脂（１０ポイズ以上）の含浸槽
２２ａと低粘度樹脂（１０ポイズ未満）の含浸槽２２ｂ
とをタンデムに設置し、内層形成時のワィンディングに
おいては、ロ−ビングａをシリンダ−操作式押さえ221a
により高粘度樹脂含浸槽２２ａに浸漬し、外層形成時の
ワィンディングにおいては、ロ−ビングａをシリンダ−
操作式押さえ221bにより低粘度樹脂含浸槽２２ｂに浸漬
する。
【００２３】本発明の繊維強化樹脂管状体においては、
繊維含有率が高いFW法FRPの外層のために高い内圧破壊
強度を呈し、繊維含有率が低いFW法FRPの内層のため
に、かかる高内圧下のもとでもウィ−ピング現象の発生
を防止できる。
繊維含有率が高いFW法FRPの外層のために高い内圧破壊
強度を呈し、繊維含有率が低いFW法FRPの内層のため
に、かかる高内圧下のもとでもウィ−ピング現象の発生
を防止できる。
【００２４】このことは後述する実施例と比較例との静
水圧試験の結果からも明らかである。 本発明の繊維強
化樹脂管状体において、内層には、耐ウィ−ピング性の
みなららず、耐圧性（耐フ−ブストレス）にも優れたも
のを使用することが有利であり、ロ−ビング巻回時の繊
維配向をの均一化を図ることが有効である。
水圧試験の結果からも明らかである。 本発明の繊維強
化樹脂管状体において、内層には、耐ウィ−ピング性の
みなららず、耐圧性（耐フ−ブストレス）にも優れたも
のを使用することが有利であり、ロ−ビング巻回時の繊
維配向をの均一化を図ることが有効である。
【００２５】本発明中、上記請求項２記載の繊維強化樹
脂管状体の製造方法においては、内層形成時の樹脂含浸
連続繊維の張力を外層形成時の樹脂含浸連続繊維の張力
よりも低くする場合、内層形成時、樹脂含浸連続繊維を
マンドレル軸に対し９０0の方向で巻回し積層してい
る。
脂管状体の製造方法においては、内層形成時の樹脂含浸
連続繊維の張力を外層形成時の樹脂含浸連続繊維の張力
よりも低くする場合、内層形成時、樹脂含浸連続繊維を
マンドレル軸に対し９０0の方向で巻回し積層してい
る。
【００２６】この製造方法においては、内層形成時、樹
脂含浸ロ−ビングが低張力のためにその自重で垂れ、マ
ンドレル表面に対し接線方向を維持できなくても、マン
ドレルに接触する樹脂含浸繊維部分での樹脂含浸繊維の
擦れやロ−ビングのばらけを回避できるので、内層の繊
維配向の均一化を図り得、内層にも充分にフ−プストレ
スを分担支持させ得て、繊維強化樹脂管状体の耐圧性を
高めることができる。
脂含浸ロ−ビングが低張力のためにその自重で垂れ、マ
ンドレル表面に対し接線方向を維持できなくても、マン
ドレルに接触する樹脂含浸繊維部分での樹脂含浸繊維の
擦れやロ−ビングのばらけを回避できるので、内層の繊
維配向の均一化を図り得、内層にも充分にフ−プストレ
スを分担支持させ得て、繊維強化樹脂管状体の耐圧性を
高めることができる。
【００２７】このことは後述の実施例４〜６の静水圧試
験の結果からも明らかである。
験の結果からも明らかである。
【００２８】
【作用】内層自体においては、繊維量が少なく柔軟性に
富み、それだけ、初期マイクロクラックが生じ難く、ま
た、樹脂と繊維との界面を少なくでき、それだけ界面を
繋ぐマイクロクラックの伝播を低減できるから、ウィ−
ピング現象が生じ難い。また、外層並びに内層が共に繊
維強化樹脂であって弾性率の差が小さく、かつ一体化さ
れているから、外層と内面との間でのクラック発生をよ
く防止でき、この界面クラックに基づくウィ−ピング現
象も充分に排除できる。従って、管状体全体としての耐
ウィ−ピング性を充分に保障できる。
富み、それだけ、初期マイクロクラックが生じ難く、ま
た、樹脂と繊維との界面を少なくでき、それだけ界面を
繋ぐマイクロクラックの伝播を低減できるから、ウィ−
ピング現象が生じ難い。また、外層並びに内層が共に繊
維強化樹脂であって弾性率の差が小さく、かつ一体化さ
れているから、外層と内面との間でのクラック発生をよ
く防止でき、この界面クラックに基づくウィ−ピング現
象も充分に排除できる。従って、管状体全体としての耐
ウィ−ピング性を充分に保障できる。
【００２９】更に、内層、外層ともにFRPであり、内層
の繊維含有率を外層より低くするだけで製造できるか
ら、内層形成時のFWの張力を低張力にする、内層形成時
の含浸樹脂の粘度を高くする等だけで、既存のFW設備を
使用して良好な生産能率で製造できる。
の繊維含有率を外層より低くするだけで製造できるか
ら、内層形成時のFWの張力を低張力にする、内層形成時
の含浸樹脂の粘度を高くする等だけで、既存のFW設備を
使用して良好な生産能率で製造できる。
【００３０】
【実施例】以下の実施例並びに比較例において使用した
樹脂組成物は、樹脂：不飽和ポリエステル樹脂（粘度７
ポイズまたは１５ポイズ）１００部、硬化剤：メチルエ
チルケトンパ−オキシド０．８部、硬化促進剤：６％ナ
フテン酸コバルト０．３部からなるものであり、使用し
た連続繊維は、番手２２３０ｇ／ｋｍのガラス繊維ロ−
ビング１０本であり、使用したFW機の方式は、マンドレ
ルを回転させ、フィ−ドアイをマンドレルの軸方向に往
復移動させる２軸方式であり、使用したマンドレルは外
径６４ｍｍ，長さ１ｍのパイプ金型である。
樹脂組成物は、樹脂：不飽和ポリエステル樹脂（粘度７
ポイズまたは１５ポイズ）１００部、硬化剤：メチルエ
チルケトンパ−オキシド０．８部、硬化促進剤：６％ナ
フテン酸コバルト０．３部からなるものであり、使用し
た連続繊維は、番手２２３０ｇ／ｋｍのガラス繊維ロ−
ビング１０本であり、使用したFW機の方式は、マンドレ
ルを回転させ、フィ−ドアイをマンドレルの軸方向に往
復移動させる２軸方式であり、使用したマンドレルは外
径６４ｍｍ，長さ１ｍのパイプ金型である。
【００３１】実施例１ 不飽和ポリエステル樹脂としては、粘度７ポイズのもの
を使用し、内層並びに外層のロ−ビング巻き付け角をと
もに±６０0とし、ロ−ビング張力０．５ｋｇ／本で内
層を１ｍｍ厚みにて形成し、更に、ロ−ビング張力２．
０ｋｇ／本で外層を２ｍｍ厚みにて形成し、次いで、８
０℃，１時間にて硬化し、マンドレルから脱型した。
を使用し、内層並びに外層のロ−ビング巻き付け角をと
もに±６０0とし、ロ−ビング張力０．５ｋｇ／本で内
層を１ｍｍ厚みにて形成し、更に、ロ−ビング張力２．
０ｋｇ／本で外層を２ｍｍ厚みにて形成し、次いで、８
０℃，１時間にて硬化し、マンドレルから脱型した。
【００３２】ロ−ビングの張力設定には、図３の（ロ）
に示す単連ダンサロ−ルを使用した。 この実施例品の
内層の繊維含有率は、約４０体積％であり、外層の繊維
含有率は、約６２体積％であった。
に示す単連ダンサロ−ルを使用した。 この実施例品の
内層の繊維含有率は、約４０体積％であり、外層の繊維
含有率は、約６２体積％であった。
【００３３】実施例２ 図２の（イ）に示すドクタ−ブレ−ド２８を使用し、内
層形成時には、ドクタ−ブレ−ドを作用させずに、ロ−
ビングを張力０．５ｋｇ／本で素通りさせ、外層形成時
には、ドクタ−ブレ−ドを作用させた。他の条件は実施
例１に同じとした。
層形成時には、ドクタ−ブレ−ドを作用させずに、ロ−
ビングを張力０．５ｋｇ／本で素通りさせ、外層形成時
には、ドクタ−ブレ−ドを作用させた。他の条件は実施
例１に同じとした。
【００３４】この実施例品の内層の繊維含有率は、約４
３体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 実施例３ 図３の（ホ）に示す、樹脂含浸槽タンデム方式を使用
し、内層、外層ともロ−ビング張力を２．０ｋｇ／本に
設定し、内層形成時には、ロ−ビングを粘度１５ポイズ
の樹脂組成物で含浸し、外層形成時には、ロ−ビングを
粘度７ポイズの樹脂組成物で含浸し、巻き付け角等の他
の条件は実施例１に同じとした。
３体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 実施例３ 図３の（ホ）に示す、樹脂含浸槽タンデム方式を使用
し、内層、外層ともロ−ビング張力を２．０ｋｇ／本に
設定し、内層形成時には、ロ−ビングを粘度１５ポイズ
の樹脂組成物で含浸し、外層形成時には、ロ−ビングを
粘度７ポイズの樹脂組成物で含浸し、巻き付け角等の他
の条件は実施例１に同じとした。
【００３５】この実施例品の内層の繊維含有率は、約３
０体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 比較例 樹脂組成物には、粘度７ポイズのものを使用し、ロ−ビ
ング巻き付け角を±６０0、ロ−ビング張力２．５ｋｇ
／本として、厚み３ｍｍの積層を形成し、次いで、実施
例と同一条件で硬化し、脱型した。
０体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 比較例 樹脂組成物には、粘度７ポイズのものを使用し、ロ−ビ
ング巻き付け角を±６０0、ロ−ビング張力２．５ｋｇ
／本として、厚み３ｍｍの積層を形成し、次いで、実施
例と同一条件で硬化し、脱型した。
【００３６】この比較例品の繊維含有率は、約６２体積
％であった。これらの実施例品、並びに比較例品の各試
料数１０個について静水圧試験を行ったところ、比較例
品においては、１１０kgf/cm2（平均値）でウィ−ピン
グが生じたが、何れの実施例品においても、ウィ−ピン
グは発生せず、FRP破壊が生じ、その破壊水圧は、実施
例１においては３９０kgf/cm2（平均値、以下同じ）、
実施例２においては３７０kgf/cm2、実施例３において
は３６０kgf/cm2であった。
％であった。これらの実施例品、並びに比較例品の各試
料数１０個について静水圧試験を行ったところ、比較例
品においては、１１０kgf/cm2（平均値）でウィ−ピン
グが生じたが、何れの実施例品においても、ウィ−ピン
グは発生せず、FRP破壊が生じ、その破壊水圧は、実施
例１においては３９０kgf/cm2（平均値、以下同じ）、
実施例２においては３７０kgf/cm2、実施例３において
は３６０kgf/cm2であった。
【００３７】次に、請求項２記載の発明の実施例を示
す。以下の実施例において使用した樹脂組成物、繊維、
FW機等は上記の実施例１乃至３において使用したものと
同一である（不飽和ポリエステル樹脂としては、粘度７
ポイズのもののみを使用）。
す。以下の実施例において使用した樹脂組成物、繊維、
FW機等は上記の実施例１乃至３において使用したものと
同一である（不飽和ポリエステル樹脂としては、粘度７
ポイズのもののみを使用）。
【００３８】実施例４ ロ−ビングのマンドレル巻き付け角を９０0、ロ−ビン
グ張力を０．２ｋｇ／本として内層を１ｍｍ厚みにて形
成し、更に、巻き付け角を±６０0、ロ−ビング張力を
２．０ｋｇ／本として外層を２ｍｍ厚みにて形成し、次
いで、８０℃，１時間にて硬化し、マンドレルから脱型
した。ロ−ビングの張力設定には、図３の（ロ）に示す
単連ダンサロ−ルを使用した。
グ張力を０．２ｋｇ／本として内層を１ｍｍ厚みにて形
成し、更に、巻き付け角を±６０0、ロ−ビング張力を
２．０ｋｇ／本として外層を２ｍｍ厚みにて形成し、次
いで、８０℃，１時間にて硬化し、マンドレルから脱型
した。ロ−ビングの張力設定には、図３の（ロ）に示す
単連ダンサロ−ルを使用した。
【００３９】この実施例品の内層の繊維含有率は、約４
０体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 実施例５ 内層形成時のロ−ビング張力を０．５ｋｇ／本とした以
外、実施例４と同じとした。
０体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 実施例５ 内層形成時のロ−ビング張力を０．５ｋｇ／本とした以
外、実施例４と同じとした。
【００４０】この実施例品の内層の繊維含有率は、約４
３体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 実施例６ 図２の（イ）に示すドクタ−ブレ−ド２８を使用し、内
層形成時には、ドクタ−ブレ−ドを作用させずに、ロ−
ビングを張力０．５ｋｇ／本で素通りさせ、ロ−ビング
巻き付け角９０0で内層を厚さ１ｍｍにて形成し、外層
形成時には、ドクタ−ブレ−ドを作用させ、巻き付け角
を±６０0にして外層を厚さ３ｍｍにて形成した。硬化
条件は上記実施例に同じとした。
３体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。 実施例６ 図２の（イ）に示すドクタ−ブレ−ド２８を使用し、内
層形成時には、ドクタ−ブレ−ドを作用させずに、ロ−
ビングを張力０．５ｋｇ／本で素通りさせ、ロ−ビング
巻き付け角９０0で内層を厚さ１ｍｍにて形成し、外層
形成時には、ドクタ−ブレ−ドを作用させ、巻き付け角
を±６０0にして外層を厚さ３ｍｍにて形成した。硬化
条件は上記実施例に同じとした。
【００４１】この実施例品の内層の繊維含有率は、約３
５体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。これらの実施例品の各試料数１０個について静
水圧試験を行ったところ、何れの実施例品においても、
ウィ−ピングは発生せず、FRP破壊が生じ、その破壊水
圧は、実施例４においては４１０kgf/cm2（平均値、以
下同じ）、実施例５においては４３０kgf/cm2、実施例
６においては４２０kgf/cm2であリ、内層の繊維巻き付
け角を９０0より小とした実施例１乃至３よりも耐圧性
を向上できた。
５体積％であり、外層の繊維含有率は、約６２体積％で
あった。これらの実施例品の各試料数１０個について静
水圧試験を行ったところ、何れの実施例品においても、
ウィ−ピングは発生せず、FRP破壊が生じ、その破壊水
圧は、実施例４においては４１０kgf/cm2（平均値、以
下同じ）、実施例５においては４３０kgf/cm2、実施例
６においては４２０kgf/cm2であリ、内層の繊維巻き付
け角を９０0より小とした実施例１乃至３よりも耐圧性
を向上できた。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、耐ウィ−ピング性に優
れたFW法FRP管状体を、内層形成時のロ−ビング巻き付
け角を低くするか、含浸樹脂の粘度を高くするか、或い
は外層形成時にドクタ−ブレ−ドを作用させる等により
製造でき、既存のFW設備（通常、ロ−ビングの張力調整
手段、ドクタ−ブレ−ド等の樹脂含浸量調整手段が常備
されている）を使用して、FW法の高生産性を保持しつ
つ、耐ウィ−ピング性に優れたFW法FRP管状体（例え
ば、水道管や農下水道管等の内圧管や継手）を製造でき
る。
れたFW法FRP管状体を、内層形成時のロ−ビング巻き付
け角を低くするか、含浸樹脂の粘度を高くするか、或い
は外層形成時にドクタ−ブレ−ドを作用させる等により
製造でき、既存のFW設備（通常、ロ−ビングの張力調整
手段、ドクタ−ブレ−ド等の樹脂含浸量調整手段が常備
されている）を使用して、FW法の高生産性を保持しつ
つ、耐ウィ−ピング性に優れたFW法FRP管状体（例え
ば、水道管や農下水道管等の内圧管や継手）を製造でき
る。
【図１】本発明の繊維強化樹脂管状体の実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図２】図２の（イ）は本発明において使用するフィラ
メントワィンディング装置を示す説明図、図２の（ロ）
は図２の（イ）におけるフィ−ドアイとマンドレルとを
示す説明図である。
メントワィンディング装置を示す説明図、図２の（ロ）
は図２の（イ）におけるフィ−ドアイとマンドレルとを
示す説明図である。
【図３】本発明の繊維強化樹脂管状体の製造方法おける
フィラメントワィンディグFRPの繊維含有率を調節する
各種の手段を示す説明図である。
フィラメントワィンディグFRPの繊維含有率を調節する
各種の手段を示す説明図である。
１１ 内層 １２ 外層 ２１ ロ−ビング供給ボビン ２２ 樹脂含浸槽 ２３ フィ−ドアイ ２４ マンドレル ２８ ドクタ−ブレ−ド
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ
Claims (2)
- 【請求項１】樹脂含浸連続繊維の巻回積層体であり、内
層と外層とを有し、内層の繊維強化樹脂の繊維含有率が
外層の繊維強化樹脂の繊維含有率よりも低くされている
ことを特徴とする繊維強化樹脂管状体。 - 【請求項２】請求項１記載の繊維強化樹脂管状体を製造
する方法において、回転するマンドレルに、樹脂含浸連
続繊維をマンドレル軸に対し９０0の方向で巻回し積層
することにより内層を形成し、この内層上に所定の角度
方向で樹脂含浸連続繊維を巻回し積層することにより外
層を形成し、しかも、内層形成時の樹脂含浸連続繊維の
張力を外層形成時の樹脂含浸連続繊維の張力よりも低く
することを特徴とする繊維強化樹脂管状体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402893A JP3375375B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 繊維強化樹脂管状体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402893A JP3375375B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 繊維強化樹脂管状体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06328577A true JPH06328577A (ja) | 1994-11-29 |
| JP3375375B2 JP3375375B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=14875251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12402893A Expired - Fee Related JP3375375B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 繊維強化樹脂管状体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375375B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009051026A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | 繊維強化複合材料成形方法及び繊維強化複合材料 |
| JP2014218032A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 複合容器の製造方法、及び複合容器の製造システム |
| KR20150129512A (ko) * | 2014-05-12 | 2015-11-20 | (주)티엔에프 | Fwp 코어 및 그 제조 방법 |
| KR101986947B1 (ko) * | 2018-06-28 | 2019-06-07 | 황수원 | 열경화성 에프알피(frp) 파이프의 제조방법 |
| KR20190064142A (ko) * | 2017-11-30 | 2019-06-10 | (주)엘지하우시스 | 섬유강화 복합재 및 이의 제조방법 |
| KR20190074106A (ko) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | (주)엘지하우시스 | 섬유강화 복합재 및 이의 제조방법 |
| JP7031806B1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-03-08 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 圧力容器および圧力容器の製造方法 |
| WO2022123883A1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 圧力容器および圧力容器の製造方法 |
-
1993
- 1993-05-26 JP JP12402893A patent/JP3375375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009051026A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | 繊維強化複合材料成形方法及び繊維強化複合材料 |
| JP2014218032A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 複合容器の製造方法、及び複合容器の製造システム |
| KR20150129512A (ko) * | 2014-05-12 | 2015-11-20 | (주)티엔에프 | Fwp 코어 및 그 제조 방법 |
| KR20190064142A (ko) * | 2017-11-30 | 2019-06-10 | (주)엘지하우시스 | 섬유강화 복합재 및 이의 제조방법 |
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| KR101986947B1 (ko) * | 2018-06-28 | 2019-06-07 | 황수원 | 열경화성 에프알피(frp) 파이프의 제조방법 |
| JP7031806B1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-03-08 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 圧力容器および圧力容器の製造方法 |
| WO2022123883A1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 圧力容器および圧力容器の製造方法 |
| EP4261027A1 (en) * | 2020-12-11 | 2023-10-18 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Pressure vessel and method for manufacturing pressure vessel |
| EP4261027A4 (en) * | 2020-12-11 | 2024-05-22 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | PRESSURE VESSEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE PRESSURE VESSEL |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3375375B2 (ja) | 2003-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |