JPH0811220A - 繊維強化樹脂成形品のフィラメントワインディング法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】繊維強化樹脂成形品のフィラメントワインディ
ングにおいて、繊維の巻き付け角が小の場合でも、フィ
−ドアイを変更することなく、同一のフィ−ドアイで繊
維を充分に均一な分布で巻き付けることを可能とするフ
ィラメントワインディング法を提供する。 【構成】フィ−ドアイ２のスリット２１，…に送られて
くる樹脂含浸繊維３０の方向の軸線の周りにフィ−ドア
イ２を回動可能とし、フィ−ドアイ２をフィ−ドアイの
走行方向側端ｅ’を低所位置側とする斜め上方向に、樹
脂含浸繊維の巻き付け角βが大となる程大なる角度αで
傾斜させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化樹脂成形品の製
造方法、詳しくは、フィラメントワインディング法によ
る製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化樹脂成形品を成形する場合、未
硬化樹脂を含浸した繊維、例えば、ロ−ビング（多数本
のフィラメントを集束したストランドを数１０本程度引
き揃えたもの）をフィ−ドアイの繊維引き通し間隙に一
条あて引き通し、これらの通過繊維の多条を回転中のマ
ンドレルに、上記フィ−ドアイを該マンドレルに沿い往
復移動させつつ巻き付ける方法、すなわち、フィラメン
トワインディング法を使用することがある。

【０００３】従来、上記フィ−ドアイとしては、図１０
に示すように、基台２３’にガイドピン取付け用枠２
５’を固定し、この枠２５’にマンドレルの回転軸方向
に直交するガイドピン２４’を複数本、所定の間隔で取
付けたもの、マンドレルの回転軸方向に直交するピンを
基台に直接に複数本、所定の間隔で横一列に立設したも
の等が公知であり（例えば、特公平５−５４４１６号公
報）、従来のフィラメントワインディングにおいては、
各ピン間のスリット２１’に樹脂含浸ロ−ビングを通
し、ピンの並設方向とフィ−ドアイの走行方向とを並行
にして、即ち、フィ−ドアイを水平に保持してフィ−ド
アイを往復走行させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記フィラメントワイ
ンディングにおいて、フ−プ巻きの場合は、図１１の
（イ）（平面説明図）並びに図１１の（ロ）〔図１１の
（イ）におけるロ−ロ断面説明図〕に示すようにピン２
４’，２４’間での繊維３１’の分布が一様であって
も、ヘリカル巻きの場合は、図１２の（イ）（平面説明
図）並びに図１２の（ロ）〔図１２の（イ）におけるロ
−ロ断面説明図〕に示すように、繊維の巻き付け角βに
応じ繊維の方向がピン２４’において変化し、繊維張力
ｆのために、繊維にフィ−ドアイ２’の走行方向とは逆
方向の分力ｆcosβが作用するので、ピン間の繊維がフ
ィ−ドアイの走行方向とは逆方向に寄せられて偏在し、
かかる偏在状態のままでマンドレルに巻き付けられてい
くので、巻き付け繊維分布の不均一化が惹起され、ボイ
ド含有率の増大、製品強度の低下等が招来される。

【０００５】かかる不具合は、巻き付け角が小となるに
従い、ピン間隔の小なるフィ−ドアイを使用すれば解消
可能であるが、巻き付け角が異なるごとにフィ−ドアイ
を交換し、繊維量を調整する必要がある等、やっかいで
あり、また、マンドレル１回転当たりの繊維巻き付け量
も減少するので、かかる点からも、製造速度の低下が余
儀なくされる。

【０００６】フィラメントワインディングにおいては、
マンドレルの走行方向を逆転し、折り返して巻き付ける
ことが不可欠であり、この巻き付けの折り返しにおいて
は、繊維の張力変動が避けられない。而るに、上記のフ
ィ−ドアイにおいては、ピンが細くて撓みやすいため
に、その張力変動時に繊維が激しく振動され、繊維がピ
ン表面において極少の曲率曲げを受けつつ滑るために、
その振動時に繊維破断細片が発生し易く、この発生した
繊維破断細片がピンが細いためにピンに巻き付き易く、
糸切れや毛羽立ちの問題もある。

【０００７】上記のフィ−ドアイを使用したフィラメン
トワインディングにおいて、ピン間隔をａ、ピン本数を
ｍとすれば、樹脂含浸繊維の全巻き付け巾はａｍであ
り、従来においては、生産性を確保するために、ｍをか
なり多くしているが、マンドレルに比較的巾の狭い環状
凹部がある場合、この部分のワインディングがやっかい
である。

【０００８】本発明の目的は、繊維強化樹脂成形品のフ
ィラメントワインディングにおいて、繊維の巻き付け角
が小の場合でも、フィ−ドアイを交換することなく、同
一のフィ−ドアイで繊維を充分に均一な分布で巻き付け
ることを可能とするフィラメントワインディング法を提
供することにある。

【０００９】更に、本発明の目的は、各層の繊維巻き付
け角度が異なる多層の繊維強化樹脂成形品のフィラメン
トワインディングにおいて、全層のワインディングを共
通のフィ−ドアイで各層の繊維分布の均一性を充分に保
証しつつ行うことを可能とするフィラメントワインディ
ング法を提供することにある。

【００１０】更に、本発明の目的は、マンドレルに比較
的巾の狭い環状凹部がある場合でも、良好な作業性を保
証できるフィラメントワインディング法を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る繊維強化樹
脂成形品のフィラメントワインディング法は、横一列に
一定の間隔で硬化性樹脂含浸繊維引き通し用スリットを
有し、送られてくる樹脂含浸繊維を上記スリットに通過
させるフィ−ドアイをマンドレルの回転軸線方向に往復
移動させつつ、上記フィ−ドアイを通過した樹脂含浸繊
維を回転中のマンドレルに巻き付けていった後に樹脂を
硬化させる、成形品の製造方法であり、上記スリットに
送られてくる樹脂含浸繊維の方向の軸線の周りにフィ−
ドアイを回動可能とし、フィ−ドアイをフィ−ドアイの
走行方向側端を低所位置側とする斜め方向に傾斜させる
ことを特徴とする構成であり、フィ−ドアイには、ガイ
ドを並設し、並設ガイドのマンドレル側の上下にほぼ円
柱状の横バ−を配設し、隣合うガイドと上下の横バ−と
で囲まれた空間をスリットとしたものを使用することが
好ましい。

【００１２】以下、図面を参照しつつ本発明の構成を説
明する。図１の（イ）、（ロ）並びに(ハ)は、本発明に
係るフィラメントワインディング法を示す説明図であ
る。

【００１３】図１の（イ）において、１はマンドレルを
示している。２はフィ−ドアイを示し、横一列に一定の
間隔ａでスリット２１，…を有し、ア−ム状台板２２の
先端に取り付けられ、スリット２１，…の横一列の方向
ｘ’と台板２２の長手方向ｙ’との間の角度が直角とさ
れ、通常、台板２２上に沿い一直線状で送られてくる繊
維３０がスリット２１を通過し、台板２２がスリット２
１に送られてくる繊維３０の方向ｙの軸線の周りに回動
可能とされている。

【００１４】このフィ−ドアイ２には、図２に示すよう
に、基台２３の上面に例えば、板状のガイド２４を一定
の間隔で並設し、基台２３の両端に柱部２５を設け、並
設ガイド２４，…のマンドレル側において、ほぼ円柱状
の横バ−２６を上下に配置し、これらの横バ−２６を柱
部２５にピンで固定し、隣合うガイドと上下の横バ−と
で囲まれた空間をスリットしたものを使用することがで
きる。

【００１５】図１の（イ）において、３１，…はフィ−
ドアイ２を通過させた硬化性樹脂含浸繊維を示し、マン
ドレル１（回転数ｎ、半径ｒ）にフィ−ドアイ２をマン
ドレル１の回転軸線方向Ｘに走行させつつ（走行速度
ｖ）巻き付けており、βは巻き付け角を示し、tanβ＝
２πｒｎ／ｖの関係がある。

【００１６】図１の（イ）において、フィ−ドアイ２は
フィ−ドアイ２の走行方向側端ｅ’を低所位置側として
斜め上方向に、角度αで傾斜させてある。図１の（イ）
において、各スリット２１を通過する樹脂含浸繊維に
は、当該繊維をフィ−ドアイ２の走行方向とは反対方向
に片寄らせる分力ｆ₁が作用しており、繊維の張力をｆ
とすれば、 ｆ₁＝ｆcosβ で与えられる。

【００１７】図１の（ロ）は、上記フィ−ドアイ２のス
リット２１，…の横一列方向ｘ’とマンドレルの回転軸
線方向Ｘとの間の角度（以下、フィ−ドアイの傾き角と
いう）αが０⁰の場合（フィ−ドアイとマンドレル回転
軸線とが並行な場合）でのスリット２１内の繊維３１の
力学的状態を示している。他方、図１の（ハ）は、図１
の（ロ）のフィ−ドアイの傾き角０に対し、フィ−ドア
イ２をフィ−ドアイの走行方向側端ｅ’を低所位置側と
する斜め上方向に、角度αで傾斜させた場合でのスリッ
ト２１内の繊維の力学的状態を示している。図１の
（ハ）においては、スリット２１の底面がスリット２１
内での上記繊維の片寄せに逆らうように傾斜されてお
り、その底面で繊維を摺動させるｆ₂は、 ｆ₂＝ｆcosβ・cosα で与えられる。

【００１８】また、図１の（ハ）においては、図１
（ロ）に対し、繊維ｅ₂のフィ−ド位置が繊維ｅ₁のフィ
−ド位置に対し、半径一定ａ（スリット中心点間の間
隔、即ち繊維フィ−ド間隔）のもとで角αだけずらされ
ているが、フィ−ドアイの走行速度ｖ、マンドレルの回
転数ｎ、巻き付け半径ｒがそのままであるから、繊維ｅ
₂の巻き付け角度はβのままであり、図１の（ハ）中、
点線ｆ’は、図１の（ロ）における繊維ｅ₂のフィ−ド
位相を示している。

【００１９】図１の（ハ）において、間隔ｅ₁ｐ₁／間隔
ｅ₁ｐ₂は繊維の間隔変化の比を示すものであり、結局、
巻き付け角β、フィ−ドアイの傾き角α、フィ−ドアイ
での繊維フィ−ド間隔ａの場合、図１の（ハ）におい
て、ａ／sin(π−β）＝間隔ｅ ₁ｐ₁／sin(β−α）の関
係があるから、マンドレルに巻き付けられた繊維間の間
隔Ｌは、 Ｌ＝ａsin(β−α）／sinβ で与えられる。また、スリットの箇数をｍとすれば、樹
脂含浸繊維の全巻き付け巾Ｗは、 Ｗ＝ａｍsin(β−α）／sinβ で与えられる。

【００２０】本発明に係るフィラメントワインディング
法によれば、巻き付け角βが小のヘリカル巻きでも、フ
ィ−ドアイの傾き角αを調整することにより、繊維の片
寄りを起こす式で示す摺動力の低減と式で示す繊維
の巻き付け間隔の狭巾化により、マンドレルでのヘリカ
ル巻きにおける巻き付け繊維の分布の均一性を充分に保
持できる。

【００２１】本発明においては、巻き付け角の異なる繊
維強化樹脂成形品をフィラメントワインディングする場
合、各巻き付け角に対し、後述の標準のスリットのもと
で巻き付け繊維の分布を均一にできるフィ−ドアイの傾
き角を予め求めておき、共通の標準のフィ−ドアイを使
用して、それらの繊維強化樹脂成形品を成形することが
できる。

【００２２】本発明においては、各層の巻き付け角度が
異なる多層の繊維強化樹脂成形品をフィラメントワイン
ディングする場合、各層の巻き付け角に対し、後述の標
準のスリットのもとで巻き付け繊維の分布を均一にでき
るフィ−ドアイの傾き角を予め求めておき、全層を途中
でフィ−ドアイを交換することなく連続の作業でフィラ
メントワインディングすることができる。

【００２３】本発明においては、フィ−ドアイの正方向
走行の途中または負方向走行の途中で、マンドレルの回
転数またはフィ−ドアイの走行速度を変えて巻き付け角
を変更する際、または巻き付け外径の変化によって巻き
付け角が変化する際、フィ−ドアイの傾き角αも変化さ
せるが、この場合、当該巻き付け角中の最小の巻き付け
角に対するフィ−ドアイの傾き角を設定し、全ての巻き
付けをこの設定角でのフィ−ドアイの傾きのもとで行う
ことも可能である。

【００２４】本発明においては、上記式から明らかな
ように、樹脂含浸繊維の全巻き付け巾Ｗがフィ−ドアイ
の傾き角αの増加により減少するから、マンドレルに環
状凹部が存在する場合、例えば、図３に示すように受口
に環状凹部が存在する管継手を成形するマンドレルの場
合、その凹部１１への樹脂含浸繊維３１の巻き付けに対
し、樹脂含浸繊維３１の全巻き付け巾Ｗ₀を凹部１１の
巾にほぼ等しくするように設定した角度α₀でフィ−ド
アイ２を傾かせてフ-プ巻きを行うことを、フィラメン
トワインディングの途中に介在させることも可能であ
る。

【００２５】上記スリットの標準寸法は、引き通す繊維
の番手によって異なるが、通常、高さが３〜２０ｍｍ、
厚みが２〜８ｍｍに設定される。上記ガイド２４には、
図４の（イ）に示す、厚さｔが２〜５ｍｍ、奥行きｓが
５〜２０ｍｍの平板、または図４の（ロ）に示す、前後
端厚さｔが２〜６ｍｍ、両側曲面の曲率半径が５０ｍｍ
以上、奥行きｓが５〜２５ｍｍの曲面板を使用すること
ができる。

【００２６】本発明に係るフィラメントワインディング
法により繊維強化樹脂成形品を製造するには、フィ−ド
アイを除き公知のフィラメントワインディング設備を使
用でき、図５はその設備の一例を示している。

【００２７】図５において、４１，…は繊維供給ボビン
を、４２は樹脂含浸槽を、４３は含浸ロ−ルを、１はマ
ンドレルを、２はフィ−ドアイをそれぞれ示し、フィラ
メントワインディングにあたっては、マンドレル１の回
転により繊維３をボビン４１から引き出し、更に、樹脂
含浸槽４２に通して樹脂を含浸し、次いでこの樹脂含浸
繊維をフィ−ドアイ２をマンドレル回転軸線方向に往復
移動させつつマンドレル１に巻き付けていく。

【００２８】このフィラメントワインディングによる樹
脂含浸繊維の成形後は、成形体をマンドレルと共に加熱
炉に搬入して硬化し、脱型のうえ製品を得る。上記繊維
の形態としては、通常、ロ−ビングが使用されるが、側
圧を受けて変形するものの全てを対象にでき、ロ−ビン
グクロステ−プ、ガラスクロステ−プ、すだれテ−プ、
チョップドストランドテ−プ、コンティニュアンステ−
プ等のテ−プ状のものの使用も可能である。また、繊維
の種類としては、ガラス繊維や炭素繊維等の無機繊維、
アラミド繊維やポリエチレンテレフタレ−ト繊維等の有
機繊維を使用できるが、機械的強度とコストの両面から
して、ガラス繊維が好適である。

【００２９】上記の硬化性樹脂には、通常、不飽和ポリ
エステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノ−ル樹脂、
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が使用されるが、紫外線
硬化性樹脂の使用も可能である。

【００３０】上記フィ−ドアイ２については、図６にお
いてスリット２１に送られてくる繊維３１の方向ｙ’の
軸線の周りにフィ−ドアイを回動可能とすること（Ｕ方
向回転）、並びにマンドレル回転軸線方向（Ｘ軸方向）
に往復移動可能とすることが不可欠である。更に、通常
は、マンドレルに水平に近接離反するＺ軸方向移動、垂
直上下のＹ軸方向移動並びにマンドレル回転軸線を含む
水平面に垂直な軸線の周りの回動（Ｖ方向回転）等も可
能とされている。

【００３１】このフィ−ドアイの移動・回転の制御は、
マンドレルの形状や運動パタ−ンに応じて相違し、マン
ドレルの形状や運動パタ−ンが複雑になる場合は、コン
ピュ−タ−により予め定めたプログラムに従って制御す
ることが好ましい。

【００３２】本発明に係るフィラメントワインディング
法は、各種の管状製品の製造に使用でき、直線管状製品
の他、曲管状製品や分岐管状製品の製造にも使用でき
る。図７の（イ）は、曲管状製品の製造に使用されるマ
ンドレルの一例を示し、ほぼ中央で曲成されて左右対称
の曲成部５１が形成され、内部が中空とされ、両端に端
面部５２が着脱可能に取り付けられ、各端面部５２のほ
ぼ中央に軸５３が突設され、曲成部の中央が内面側から
の着脱可能な結着により左右に分割可能とされており、
端面部５２を脱離し、内面側からその分割部の結合（通
常、ボルト締結）を解除することにより左右に分割する
ことができる。

【００３３】上記マンドレルの両端には、フィラメント
ワインディングの方向を反転する際、巻回層の巻き崩れ
を防止するための繊維係止用ピンが突設されているが、
図示はされていない。

【００３４】上記において、曲管状製品の少なくとも一
端に管受け口部（パッキング装着溝や抜け止めリング装
着溝を有していてもよい）を設ける場合は、受け口成形
用の分割型をマンドレルの少なくとも一端に着脱自在に
装着することができる。

【００３５】図７の（ロ）は、上記マンドレルを装備し
た巻き付け装置を示し、対向する回転軸５４１，５４２
に円弧状ガイドア−ム５５が取り付けられ、マンドレル
両端の各軸５３にガイドシュ−５３１が取り付けられ、
各ガイドシュ−５３１が各円弧状ガイドア−ム５５に摺
動可能に支承され、上記の両円弧状ガイドア−ムの円弧
中心とマンドレルの中心とがほぼ一致され、また、上記
回転軸５４１，５４２を結ぶ線が両円弧状ガイドア−ム
５５，５５の円弧中心を通過している。マンドレル５０
を円弧状ガイドア−ム５５をガイドとして回動させるた
めに、両円弧状ガイドア−ムの少なくとも一方側におい
て、マンドレルの軸と円弧状ガイドア−ムとの間に、圧
力式伸縮シリンダ−が連結されているが、図示はされて
いない。

【００３６】上記巻き付け装置を用いて本発明により上
記マンドレルに樹脂含浸繊維を巻き付けるには、図８の
（イ）に示すように、マンドレル５０の一端側の軸５３
を両回転軸５４１，５４２と同一軸線上に位置させ、回
転軸５４１の駆動でマンドレル５０を所定の回転速度で
回転させる共に、フィ−ドアイ２を前記した所定の傾き
角度αのもとでＸ軸方向（回転軸の軸方向）に所定の速
度で走行させて、マンドレル５０の左半部のフィラメン
トワインディングを進めていく。

【００３７】マンドレル５０の左半部のフィラメントワ
インディングを終了すれば、図８の（ロ）に示すよう
に、マンドレル５０を回動させ、図８の（ハ）に示すよ
うにマンドレル５０の他端側の軸５３を両回転軸５４
１，５４２と同一軸線上に位置させ、マンドレル５０の
右半部のフィラメントワインディングを進めていく。

【００３８】マンドレル５０の右半部のフィラメントワ
インディングを終了したのちは、フィ−ドアイの走行方
向を反転し、この反転中に、フィ−ドアイの傾き角を上
記の傾き角＋αに対し負の−αにし、更に、上記とは逆
の図８の（ハ）⇒図８の（ロ）⇒図８の（イ）の順序で
逆方向のフィラメントワインディングを行っていく。

【００３９】本発明はＴ字型管継手（主管部の中央から
枝管部が突設され、各受口の内面にゴムリング装着溝や
止めリング装着溝が形成されている）の製造にも使用で
き、この場合、金型には、主管形成部と枝管形成部とに
分離可能であり、各成形部を縮径可能なセグメント構造
としたものを用いることができる。

【００４０】本発明によりこのＴ字型マンドレルに樹脂
含浸繊維を巻き付けるには、まず、図９の（イ）に示す
ように、Ｔ字型マンドレルの枝管形成部６１の頭部に巻
き付け装置の駆動軸側チャック６１０を、主管形成部６
２の背面中央部位に巻き付け装置の従動軸側心押し部６
２０をそれぞれ当接してマンドレルを巻き付け装置の軸
間に挾持し、駆動軸６１１でマンドレルを所定の回転数
速度で回転させる共に、フィ−ドアイを正負の所定の傾
き角度のもとでＸ軸方向（回転軸の軸方向）に所定の速
度で往復走行させて、マンドレルの枝管形成部６１のフ
ィラメントワインディングを進めていく。

【００４１】マンドレルの枝管形成部６１のフィラメン
トワインディングを終了すれば、上記枝管形成部の挾持
を解除し、図９の（ロ）に示すように、マンドレルの主
管部６２の両端頭部を駆動軸側チャック６１０と従動軸
チャック６２１とで挾持し、駆動軸６１１でマンドレル
を所定の回転数速度で回転させる共に、フィ−ドアイを
正負の所定の傾き角度のもとでＸ軸方向（回転軸の軸方
向）に所定の速度で往復走行させて、マンドレルの主管
形成部６２のフィラメントワインディングを進めてい
く。

【００４２】なお、マンドレルの材質としては、剛性が
高く、かつ軽量なものが好適であり、例えば、軟鋼、ス
テンレス、アルミニウム、ジュラルミン等の金属型、ウ
レタンゴム等のゴムやポリプロピレン、ポリエチレン等
のプラスチックで成形したブロ−型等を使用できる。

【００４３】

【作用】図１の（ハ）に示すように、樹脂含浸繊維３１
が巻き付け角βと繊維張力ｆのために分力ｆcosβを受
けフィ−ドアイ２のスリット２１内において、フィ−ド
アイの走行方向と反対方向に片寄ろうとする。

【００４４】しかし、本発明に係るフィラメントワイン
ディング法によれば、フィ−ドアイ２の傾き角αのため
に、上記繊維をスリット底面に沿って摺動させようとす
る力がｆcosβ・cosαにされる。

【００４５】したがって、樹脂含浸繊維を片寄せようと
する分力ｆcosβが大であっても、フィ−ドアイの傾き
角αを９０⁰に近付けてスリット底面に沿った繊維の摺
動力を小にできるから、巻き付け角βが小のヘリカル巻
きの場合でも、スリット内での繊維の片寄りをよく防止
できる。

【００４６】本発明に係るフィラメントワインディング
法によれば、巻き付けられる繊維の間隔をａsin(β−
α）／sinβにでき、従って、当該間隔をsin(β−α）
／sinβの度合いで狭くでき、上記片寄りにより繊維密
度がピ−クとなる点の間隔を狭くできるので、ピ−クの
分散間隔を密にできる。

【００４７】従って、本発明によれば、スリット内繊維
の片寄りを小にでき、更に、その小なる片寄りを距離的
に密に生じさせて、全体としての繊維分布の不均一化を
軽度にとどめ得る。

【００４８】

【実施例】

〔実施例１〕製造した繊維強化樹脂成形品は呼び径２５
０の４５⁰ベンド管である。

【００４９】硬化性樹脂組成物には、オルソ系不飽和ポ
リエステル樹脂（スチレン含有量は約４０重量％であ
る。また、硬化促進剤として６％ナフテン酸コバルトを
含有している）１００重量部、メチルエチルケトンパ−
オキサイド（硬化剤）０．７重量部を使用し、繊維には
ガラス繊維ロ−ビング（番手４５０００ｇ／ｋｍ）を使
用した。

【００５０】マンドレル並びに巻き付け装置には図７の
（イ）並びに（ロ）に示したものを使用し、図８により
既に説明した要領でフィラメントワインディングを行っ
た。まず、巻き付け角β＝９０⁰、フィ−ドアイの傾き
角α＝０⁰でフ−プ巻きを施した。次いで、フィ−ドア
イの傾き角αを３０⁰に調整し、巻き付け角β＝６０⁰で
マンドレルの一端から他端に向けて巻き付けていき、マ
ンドレル他端側での折り返し中にフィ−ドアイの傾き角
αを−３０⁰に調整し、更にマンドレルの他端側から一
端側に向け巻き付け角β＝−６０⁰で巻き付けてヘリカ
ル巻きを施した。

【００５１】このようにして、曲がりマンドレルにフィ
ラメントワインディングを施したのち、繊維強化樹脂成
形品をマンドレルと共に硬化炉に搬入し、温度８０℃，
２時間で硬化を行い、脱型して繊維強化樹脂製ベンド管
を製作した。

【００５２】ベンド管の製作箇数は２０箇とした。 〔比較例１〕実施例１に対し、フィ−ドアイの傾き角α
の調整を行わず、α＝０とした以外、実施例１に同じと
した。

【００５３】〔比較例２〕実施例１に対し、フィ−ドア
イの傾き角αの調整を行わず、α＝０とし、また、ガイ
ド板に代え直径２ｍｍの円形ピンを使用した以外、実施
例１に同じとした。

【００５４】上記において、比較例１，２では繊維の巻
き付け分布の不均一が観られ、特に、比較例２では、フ
ィ−ドアイのスリット間を仕切る円形ピンが撓んで繊維
の供給状態が著しく不安定であり、ピンに繊維屑が堆積
し、９箇目の製品製造中に繊維が断線した。しかし、実
施例品においては、繊維分布が極めて均一であり、繊維
の巻き付け折り返し時においても、繊維の張力状態が極
めて安定であり、スリットでの繊維屑の堆積は観られ
ず、製品２０箇とも繊維の断線なく、連続製造できた。

【００５５】また、実施例品並びに比較例品につき、静
水圧４０ｋｇ／ｃｍ²の耐内圧試験を行ったところ、実
施例１では、２０箇全てが合格した。これに対し、比較
例１では、２０箇中１２個が不合格であり、比較例２で
は、２０箇中１６個が不合格であった。

【００５６】〔実施例２〕製造した繊維強化樹脂成形品
は呼び径１５０のＴ字型管継手であり、管受口内面に
は、ゴムリング装着溝並びに止めリング装着溝が設けら
れている。

【００５７】硬化性樹脂組成物並びに繊維には実施例１
の場合と同じものを使用した。フィ−ドアイについて
は、ガイドに厚み３ｍｍ，奥行き１０ｍｍの平板を用い
た以外、実施例１と同じとした。

【００５８】まず、図９の（イ）に示すように、Ｔ字型
マンドレルの枝管部形成部にフィラメントワインディン
グを施した。この枝管部形成部のフィラメントワインデ
ィングにおいては、最初に、交差部を除く巻き枝管部形
成部に巻き付け角β＝９０⁰、フィ−ドアイの傾き角α
＝０⁰でフ−プ巻きを施した。次いで、フィ−ドアイの
傾き角αを６０⁰に調整し、マンドレルの一端から交差
部に向け交差部を含めて巻き付け角β＝３０⁰で巻き付
け、マンドレル交差部での折り返し中にフィ−ドアイの
傾き角αを−６０⁰に調整し、更にマンドレルの交差部
から一端に向け巻き付け角β＝−３０⁰で巻き付けてヘ
リカル巻きを施し、次いで、フィ−ドアイの傾き角αを
２０⁰に調整し、マンドレルの一端から交差部に向け巻
き付け角β＝７０⁰で巻き付け、マンドレル交差部での
折り返し中にフィ−ドアイの傾き角αを−２０⁰に調整
し、更にマンドレルの交差部から一端に向け巻き付け角
β＝−７０⁰で巻き付けてヘリカル巻きを施し、次い
で、交差部を除く枝管部形成部に上記のフ−プ巻きを再
度施した。

【００５９】このようにして、Ｔ字型マンドレルの枝管
部形成部のフィラメントワインディングを行ったのち、
図９の（ロ）に示すように、Ｔ字型マンドレルの主管部
形成部のフィラメントワインディングを、交差部を含む
主管部形成部のβ＝９０⁰，α＝０⁰のフ−プ巻き、交差
部を含む主管部形成部のβ＝±３０⁰，α＝±６０⁰のヘ
リカル巻き、交差部を含む主管部形成部のβ＝±７
０⁰，α＝±２０⁰のヘリカル巻き、交差部を含む主管部
形成部のβ＝９０⁰，α＝０⁰のフ−プ巻きで行った。

【００６０】このようにして、同一のフィ−ドアイを使
用し、Ｔ字型マンドレル全体のフィラメントワインディ
ングを行ったのち、繊維強化樹脂成形品をマンドレルと
共に硬化炉に搬入し、温度８０℃，２時間で硬化を行
い、脱型してＴ字型繊維強化樹脂製管継手を製作した。

【００６１】〔比較例３〕実施例２に対し、フィ−ドア
イの傾き角αの調整を行わず、α＝０とした以外、実施
例２に同じとした。

【００６２】〔比較例４〕実施例２に対し、フィ−ドア
イの傾き角αの調整を行わず、α＝０とし、また、ガイ
ドに代え直径２ｍｍの円形ピンを使用した以外、実施例
２に同じとした。

【００６３】上記比較例３並びに４では、繊維の巻き付
け分布の不均一が目立ち、繊維の巻き付け折り返し時で
の張力状態が不安定であり、特に、比較例４では、比較
例２と同様、フィ−ドアイのスリット間を仕切る円形ピ
ンが撓んで繊維の供給状態が著しく不安定であり、ピン
に繊維屑が堆積し、１８箇目の製品製造中に繊維が断線
した。しかし、実施例２においては、実施例１と同様、
繊維の巻き付け分布が極めて均一であり、繊維の巻き付
け折り返し時においても、繊維の張力状態が極めて安定
であり、スリットでの繊維屑の堆積は観られず、製品２
０箇とも繊維の断線なく、連続製造できた。

【００６４】また、実施例２並びに比較例３，４の製品
につき、上記と同様、静水圧４０ｋｇ／ｃｍ²の耐内圧
試験を行ったところ、実施例品では、２０箇全てが合格
したが、比較例３では、２０箇中１５個が不合格であ
り、比較例４では、２０箇中１８個が不合格であった。

【００６５】

【発明の効果】本発明に係る繊維強化樹脂製品のフィラ
メントワインディング法によれば、ヘリカル巻きの場合
でも、同一フィ−ドアイの使用のもとで、フ−プ巻きの
場合と同様、繊維の巻き付け分布を充分均一にでき、ボ
イドがなく、機械的強度の優れた繊維強化樹脂成形品を
成形できる。

【００６６】特に、フィ−ドアイのスリットを曲げ剛性
の大なるガイドで構成する場合は、フィ−ドアイでの繊
維の通過状態を頗る安定にでき、スリットでの繊維の毛
羽立ちを効果的に防止でき、繊維の断線を抑制でき、か
かる面からも、製品強度の向上、作業性の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（イ）は本発明の実施例を示す斜視説明
図、図１の（ロ）は図１の（イ）においてフィ−ドアイ
の傾き角が０の場合のスリット内の繊維の分布状態を示
す説明図、図１の（ハ）は図１の（イ）においてフィ−
ドアイの傾き角がαの場合のスリット内の繊維の分布状
態を示す説明図である。

【図２】本発明において使用するフィ−ドアイの一例を
示す説明図である。

【図３】本発明の上記とは別の実施例を示す説明図であ
る。

【図４】図２のフィ−ドアイに使用するガイドの異なる
例を示す斜視図である。

【図５】本発明において使用するフィラメントワインデ
ィング装置の一例を示す説明図である。

【図６】本発明において使用するフィ−ドアイの運動方
向を示す説明図である。

【図７】図７の（イ）は本発明において使用するマンド
レルの一例を、図７の（ロ）は同マンドレルの回転装置
の一例をそれぞれ示す正面図である。

【図８】図７のマンドレル並びに回転装置を使用しての
フィラメントワインディングの作業手順を示す説明図で
ある。

【図９】Ｔ字型マンドレルを使用しての本発明の実施例
の作業手順を示す説明図である。

【図１０】従来のフィ−ドアイを示す斜視図である。

【図１１】図１１の（イ）は、従来のフィラメントワイ
ンディング法によるフ−プ巻きを示す平面説明図、図１
１の（ロ）は図１１の（イ）におけるロ−ロ断面図であ
る。

【図１２】図１２の（イ）は、従来のフィラメントワイ
ンディング法によるヘリカル巻きを示す平面説明図、図
１２の（ロ）は図１２の（イ）におけるロ−ロ断面図で
ある。

【符号の説明】

１ マンドレル Ｘ マンドレル回転軸線方向 ２ フィ−ドアイ ２１ スリット ２３ 基台 ２４ ガイド ２６ 横バ− ｘ’ スリットの横一列方向 ３０ スリットに送られてくる繊維 ３１ 樹脂含浸繊維 β 巻き付け角 α フィ−ドアイの傾き角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 101:10 105:08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横一列に一定の間隔で硬化性樹脂含浸繊維
   引き通し用スリットを有し、送られてくる樹脂含浸繊維
   を上記スリットに通過させるフィ−ドアイをマンドレル
   の回転軸線方向に往復移動させつつ、上記フィ−ドアイ
   を通過した樹脂含浸繊維を回転中のマンドレルに巻き付
   けていった後に樹脂を硬化させる、成形品の製造方法で
   あり、上記スリットに送られてくる樹脂含浸繊維の方向
   の軸線の周りにフィ−ドアイを回動可能とし、フィ−ド
   アイをフィ−ドアイの走行方向側端を低所位置側とする
   斜め方向に傾斜させることを特徴とする繊維強化樹脂成
   形品のフィラメントワインディング法。
2. 【請求項２】ガイドを並設し、並設ガイドのマンドレル
   側の上下にほぼ円柱状の横バ−を配設し、隣合うガイド
   と上下の横バ−とで囲まれた空間をスリットとしたもの
   をフィ−ドアイとして使用する請求項１記載の繊維強化
   樹脂成形品のフィラメントワインディング法。