JPH0872157A - 繊維強化熱可塑性樹脂パイプの製造方法および製造装置 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂パイプの製造方法および製造装置Info
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- JPH0872157A JPH0872157A JP6242349A JP24234994A JPH0872157A JP H0872157 A JPH0872157 A JP H0872157A JP 6242349 A JP6242349 A JP 6242349A JP 24234994 A JP24234994 A JP 24234994A JP H0872157 A JPH0872157 A JP H0872157A
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Landscapes
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
[目的] 熱可塑性樹脂プリプレグをマンドレルにワイ
ンディングしてパイプを製造する方法において、その生
産性を向上させることを目的とする。 [構成] 熱可塑性樹脂プリプレグ41をローリングプ
レートを構成する上板11と下板12との間に配された
誘導体32によってマンドレル31に巻付けて成形する
方法において、プリプレグ41を加熱手段を備える下板
12側で誘導体32上に配して加熱・軟化させ、下板1
2を移動させることによってマンドレル31に巻付ける
とともに、約半周巻付けたところで上板11側の冷却手
段19によって強制冷却し、さらに半周回転したところ
で再び下板12側の加熱手段によって加熱することによ
って融着させ、所定の回数のワインディングを行なった
後に下板12に設けられている第2の冷却手段30によ
って最終的な強制冷却を行なうようにしたものである。
ンディングしてパイプを製造する方法において、その生
産性を向上させることを目的とする。 [構成] 熱可塑性樹脂プリプレグ41をローリングプ
レートを構成する上板11と下板12との間に配された
誘導体32によってマンドレル31に巻付けて成形する
方法において、プリプレグ41を加熱手段を備える下板
12側で誘導体32上に配して加熱・軟化させ、下板1
2を移動させることによってマンドレル31に巻付ける
とともに、約半周巻付けたところで上板11側の冷却手
段19によって強制冷却し、さらに半周回転したところ
で再び下板12側の加熱手段によって加熱することによ
って融着させ、所定の回数のワインディングを行なった
後に下板12に設けられている第2の冷却手段30によ
って最終的な強制冷却を行なうようにしたものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化熱可塑性樹脂パ
イプの製造方法および製造装置に係り、とくに熱可塑性
樹脂をマトリックスとする繊維強化熱可塑性樹脂プリプ
レグをマンドレルにワインディングして繊維強化熱可塑
性樹脂パイプを製造する方法およびその装置に関する。
イプの製造方法および製造装置に係り、とくに熱可塑性
樹脂をマトリックスとする繊維強化熱可塑性樹脂プリプ
レグをマンドレルにワインディングして繊維強化熱可塑
性樹脂パイプを製造する方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱硬化性樹脂をマトリックスとした繊維
強化樹脂から成るパイプ形状物の中で、例えば釣竿やゴ
ルフシャフト等は数多くの工程を経て製造されている。
このような成形物はプリプレグをワインディングした後
に、その内側から加圧する内圧成形法や外側から加圧す
る外圧成形法のどちらかが適用されて成形されるのが一
般的である。
強化樹脂から成るパイプ形状物の中で、例えば釣竿やゴ
ルフシャフト等は数多くの工程を経て製造されている。
このような成形物はプリプレグをワインディングした後
に、その内側から加圧する内圧成形法や外側から加圧す
る外圧成形法のどちらかが適用されて成形されるのが一
般的である。
【0003】内圧成形法においては、例えば脱芯後に熱
膨張体あるいは袋状物を挿入する工程、金型にセットア
ップして加熱・加圧する工程、および冷却後に脱型する
工程をそれぞれ必要とする。これに対して外圧成形法に
おいては、例えば収縮テープをラッピングする工程、加
熱・加圧する工程、および冷却後にラッピングしたテー
プを除去する工程、芯金を脱芯する工程が必要になる。
膨張体あるいは袋状物を挿入する工程、金型にセットア
ップして加熱・加圧する工程、および冷却後に脱型する
工程をそれぞれ必要とする。これに対して外圧成形法に
おいては、例えば収縮テープをラッピングする工程、加
熱・加圧する工程、および冷却後にラッピングしたテー
プを除去する工程、芯金を脱芯する工程が必要になる。
【0004】これに対して上記の繊維強化プラスチック
に比べて短時間成形が期待され、靭性、耐衝撃性、振動
減衰性等の特性に優れ、しかも環境問題に関連してリサ
イクルの面でも注目されている材料として、熱可塑性樹
脂をマトリックスとした繊維強化プラスチックから成る
パイプ形状物が提案されている。このようなパイプ形状
物は例えば国際公開番号WO90−0927公報に開示
されている方法や、あるいは特開平5−6492号公報
に開示されているような方法で製造されるようになって
いる。
に比べて短時間成形が期待され、靭性、耐衝撃性、振動
減衰性等の特性に優れ、しかも環境問題に関連してリサ
イクルの面でも注目されている材料として、熱可塑性樹
脂をマトリックスとした繊維強化プラスチックから成る
パイプ形状物が提案されている。このようなパイプ形状
物は例えば国際公開番号WO90−0927公報に開示
されている方法や、あるいは特開平5−6492号公報
に開示されているような方法で製造されるようになって
いる。
【0005】国際公開番号WO90−0927号公報に
記載の製造方法は、ポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)の熱膨張を利用した内圧成形法を適用した製造方
法に関するものである。この方法において熱可塑性樹脂
プリプレグを巻付ける工程を手作業に依存しているため
に、作業性が悪く生産性を低下させていた。
記載の製造方法は、ポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)の熱膨張を利用した内圧成形法を適用した製造方
法に関するものである。この方法において熱可塑性樹脂
プリプレグを巻付ける工程を手作業に依存しているため
に、作業性が悪く生産性を低下させていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような低い生産性
を改善することを目的として、例えば特開平5−642
9号公報に記載の方法は、シート状に成形されたプリプ
レグのマトリックス樹脂と同種の樹脂を溶融状態にして
接着剤として応用し、熱可塑性樹脂プリプレグの巻付け
作業を改善するようにしている。
を改善することを目的として、例えば特開平5−642
9号公報に記載の方法は、シート状に成形されたプリプ
レグのマトリックス樹脂と同種の樹脂を溶融状態にして
接着剤として応用し、熱可塑性樹脂プリプレグの巻付け
作業を改善するようにしている。
【0007】しかしながら上記のいずれの製造方法にお
いても、従来の繊維強化プラスチックパイプの製造に適
用されている製造工程をそのまま繊維強化熱可塑性樹脂
パイプの製造工程に適用しているに過ぎない。このよう
な製造工程においては、図8に示すように、数多くの工
程を必要としている。
いても、従来の繊維強化プラスチックパイプの製造に適
用されている製造工程をそのまま繊維強化熱可塑性樹脂
パイプの製造工程に適用しているに過ぎない。このよう
な製造工程においては、図8に示すように、数多くの工
程を必要としている。
【0008】この工程はその前半部分が筒状中間体を製
造する工程であって、シート状のプリプレグをマンドレ
ル等に巻付けて筒状中間体を製造する工程から構成され
る。これに対してその後半部分がパイプの成形工程から
構成され、内圧成形あるいは外圧成形によってパイプ状
の形状に成形される。
造する工程であって、シート状のプリプレグをマンドレ
ル等に巻付けて筒状中間体を製造する工程から構成され
る。これに対してその後半部分がパイプの成形工程から
構成され、内圧成形あるいは外圧成形によってパイプ状
の形状に成形される。
【0009】このような方法によれば、上述の如く数多
くの工程を必要とし、これによって工程に要する時間が
長くなるとともに、その生産性が低いという欠点を内蔵
している。
くの工程を必要とし、これによって工程に要する時間が
長くなるとともに、その生産性が低いという欠点を内蔵
している。
【0010】
【発明の目的】本発明はこのような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、とくにマトリックス樹脂が熱可塑性
樹脂から成る繊維強化熱可塑性樹脂パイプの好ましい製
造方法およびその装置を提供することを目的とするもの
であり、とくにマンドレルに熱可塑性樹脂プリプレグを
ワインディングすると同時に成形を完了させることによ
って、繊維強化熱可塑性樹脂パイプの生産性を向上さ
せ、その量産を可能とするようにした方法および装置を
提供することを目的とするものである。
れたものであって、とくにマトリックス樹脂が熱可塑性
樹脂から成る繊維強化熱可塑性樹脂パイプの好ましい製
造方法およびその装置を提供することを目的とするもの
であり、とくにマンドレルに熱可塑性樹脂プリプレグを
ワインディングすると同時に成形を完了させることによ
って、繊維強化熱可塑性樹脂パイプの生産性を向上さ
せ、その量産を可能とするようにした方法および装置を
提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、予めシート状
に作製された熱可塑性樹脂プリプレグを巻いて成形する
シートワインディング法に係り、とくに従来予めシート
状に作製された熱硬化性樹脂をマトリックスとしたプリ
プレグのシートワインディング法に適用されているロー
リングプレート方式に類似するものである。
に作製された熱可塑性樹脂プリプレグを巻いて成形する
シートワインディング法に係り、とくに従来予めシート
状に作製された熱硬化性樹脂をマトリックスとしたプリ
プレグのシートワインディング法に適用されているロー
リングプレート方式に類似するものである。
【0012】本発明において、熱可塑性樹脂プリプレグ
はマンドレルとローリングプレートを構成する上板・下
板間に導入された柔軟なフィルム状またはシート状の誘
導体の間に介在され、加熱条件下において上記プリプレ
グを溶融・軟化させてこのプリプレグにドレープ性を生
じさせ、加圧しながら上板と下板の内のいずれかを移動
させるときに、導入された誘導体が熱可塑性樹脂プリプ
レグを外側からマンドレルに対して押え付けるために、
接着剤や初期賦型を必要とせずに、巻始め部分において
もスムーズにマンドレルに密着させながら巻付けること
ができるという特徴を有している。
はマンドレルとローリングプレートを構成する上板・下
板間に導入された柔軟なフィルム状またはシート状の誘
導体の間に介在され、加熱条件下において上記プリプレ
グを溶融・軟化させてこのプリプレグにドレープ性を生
じさせ、加圧しながら上板と下板の内のいずれかを移動
させるときに、導入された誘導体が熱可塑性樹脂プリプ
レグを外側からマンドレルに対して押え付けるために、
接着剤や初期賦型を必要とせずに、巻始め部分において
もスムーズにマンドレルに密着させながら巻付けること
ができるという特徴を有している。
【0013】このようなワインディングの際に、ローリ
ングプレートの上板と下板の内の一方を強制冷却手段に
よって強制的に冷却しておくことによって、誘導体の上
に置かれて溶融・軟化しているプリプレグがマンドレル
に約半周巻付けられたところで瞬間的に冷却・固化さ
れ、これによってマンドレルの形状に添って賦型され
る。
ングプレートの上板と下板の内の一方を強制冷却手段に
よって強制的に冷却しておくことによって、誘導体の上
に置かれて溶融・軟化しているプリプレグがマンドレル
に約半周巻付けられたところで瞬間的に冷却・固化さ
れ、これによってマンドレルの形状に添って賦型され
る。
【0014】このような工程によってパイプの第1層が
形成される。そしてこの後に半周に相当する角度だけマ
ンドレルが転動されると、マンドレルの形状にならうよ
うに賦型されたプリプレグが再び加熱され、溶融・軟化
して新たなプリプレグと接触して密着することで層間の
融着がなされる。このような動作を繰返しながら、熱可
塑性樹脂プリプレグを必要とする回数マンドレルにワイ
ンディングして成形される。
形成される。そしてこの後に半周に相当する角度だけマ
ンドレルが転動されると、マンドレルの形状にならうよ
うに賦型されたプリプレグが再び加熱され、溶融・軟化
して新たなプリプレグと接触して密着することで層間の
融着がなされる。このような動作を繰返しながら、熱可
塑性樹脂プリプレグを必要とする回数マンドレルにワイ
ンディングして成形される。
【0015】そして所定の回数のワインディングが行な
われた後に、上板と下板の内の加熱側の板に設けられて
いる第2の強制手段によって形成される冷却ゾーンにマ
ンドレルにワインディングされたプリプレグを送込むこ
とによって、ワインディングの最終工程でプリプレグが
冷却固化されるとともに、パイプの形状が付与されるよ
うになり、これによって繊維強化熱可塑性樹脂パイプが
極めて短時間で製造される。
われた後に、上板と下板の内の加熱側の板に設けられて
いる第2の強制手段によって形成される冷却ゾーンにマ
ンドレルにワインディングされたプリプレグを送込むこ
とによって、ワインディングの最終工程でプリプレグが
冷却固化されるとともに、パイプの形状が付与されるよ
うになり、これによって繊維強化熱可塑性樹脂パイプが
極めて短時間で製造される。
【0016】本発明の方法に用いられる強化材として
は、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭
化珪素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等であってよ
く、とくに限定されるものはない。強化材の形態におい
ても一方向材、織物、マット等が用いられてよい。また
一方向材や織物の場合においては、繊維巻付け角度につ
いてもとくに限定されない。
は、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭
化珪素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等であってよ
く、とくに限定されるものはない。強化材の形態におい
ても一方向材、織物、マット等が用いられてよい。また
一方向材や織物の場合においては、繊維巻付け角度につ
いてもとくに限定されない。
【0017】上記のような強化材によって補強されるマ
トリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂全般が適用可能
であり、とくに限定されない。例示すれば、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリ
エーテルエーテルケトン、芳香族ポリアミド、芳香族ポ
リエステル、芳香族ポリカーボネート、ポリエーテルイ
ミド、ポリアリレンオキシド、熱可塑性ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等である。
トリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂全般が適用可能
であり、とくに限定されない。例示すれば、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリ
エーテルエーテルケトン、芳香族ポリアミド、芳香族ポ
リエステル、芳香族ポリカーボネート、ポリエーテルイ
ミド、ポリアリレンオキシド、熱可塑性ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等である。
【0018】また本発明において使用されるプリプレグ
は、熱可塑性樹脂ができるだけ空隙を残さずに繊維間を
埋めつくしてマトリックス層を形成しているものであれ
ばよく、例えば特公平4−12849号公報に開示され
ているような方法で作製された、高含浸性のものを用い
るのが重要である。このようなプリプレグを使用するこ
とで、強化材に樹脂を含浸させるような条件を与えなく
ても、プリプレグ層間を密着させ、融着することのみで
ボイドレスのパイプを得ることができるからである。ま
たプリプレグ層間の融着のみで製品が得られるために、
生産性が向上する利点がある。
は、熱可塑性樹脂ができるだけ空隙を残さずに繊維間を
埋めつくしてマトリックス層を形成しているものであれ
ばよく、例えば特公平4−12849号公報に開示され
ているような方法で作製された、高含浸性のものを用い
るのが重要である。このようなプリプレグを使用するこ
とで、強化材に樹脂を含浸させるような条件を与えなく
ても、プリプレグ層間を密着させ、融着することのみで
ボイドレスのパイプを得ることができるからである。ま
たプリプレグ層間の融着のみで製品が得られるために、
生産性が向上する利点がある。
【0019】熱可塑性樹脂プリプレグの形態は、とくに
限定されないが、マンドレルに巻付けようとしている熱
可塑性樹脂プリプレグを厚さ方向に巻いて短時間で十分
に加熱冷却するには、好ましくは厚さが1mm以下であ
ってよい。またプリプレグの取扱い性を重視する場合に
は、作製しようとしているパイプの軸方向について、1
00〜180mmの寸法であって、巻取り方向について
は、10〜600mm程度の寸法のものが好ましい。肉
厚のパイプは、数回に分けて巻くことで製造される。
限定されないが、マンドレルに巻付けようとしている熱
可塑性樹脂プリプレグを厚さ方向に巻いて短時間で十分
に加熱冷却するには、好ましくは厚さが1mm以下であ
ってよい。またプリプレグの取扱い性を重視する場合に
は、作製しようとしているパイプの軸方向について、1
00〜180mmの寸法であって、巻取り方向について
は、10〜600mm程度の寸法のものが好ましい。肉
厚のパイプは、数回に分けて巻くことで製造される。
【0020】本発明の方法で熱可塑性樹脂プリプレグの
シートをマンドレルに巻付けるために用いられる柔軟な
フィルム状またはシート状の誘導体は、マンドレルに密
着できるようなドレープ性を有し、ワインドしようとし
ている熱可塑性樹脂プリプレグのマトリックス樹脂の流
動点または融点以上の耐熱性を有していることを要す
る。また離型性に優れていることが好ましい。この点に
おいて例えばフッソ樹脂フィルムあるいはガラスクロス
のような耐熱繊維の織物に、フッソ樹脂のような離型性
の高い樹脂をコーティングしたシート、離型処理を施し
たポリイミドフィルム、ステンレス箔フィルム等が用い
られてよく、とくに限定されない。
シートをマンドレルに巻付けるために用いられる柔軟な
フィルム状またはシート状の誘導体は、マンドレルに密
着できるようなドレープ性を有し、ワインドしようとし
ている熱可塑性樹脂プリプレグのマトリックス樹脂の流
動点または融点以上の耐熱性を有していることを要す
る。また離型性に優れていることが好ましい。この点に
おいて例えばフッソ樹脂フィルムあるいはガラスクロス
のような耐熱繊維の織物に、フッソ樹脂のような離型性
の高い樹脂をコーティングしたシート、離型処理を施し
たポリイミドフィルム、ステンレス箔フィルム等が用い
られてよく、とくに限定されない。
【0021】ワインディング動作の際に、誘導体には好
ましくはテンションが付加され、これによってマンドレ
ルと密着するとともに、誘導体が弛むのが防止される。
ましくはテンションが付加され、これによってマンドレ
ルと密着するとともに、誘導体が弛むのが防止される。
【0022】加熱条件は、使用したマトリックス樹脂に
よって定まるが、その下限はヒータから成る加熱手段の
設定を、使用したマトリックス樹脂の溶融温度あるいは
流動温度を超える温度とし、上限はマトリックス樹脂が
熱分解しない温度であればとくに限定されない。加熱方
法はとくに限定されないが、オイルヒータ、スチーム、
電熱、超音波、誘電加熱等よって加熱すればよい。また
加熱は熱可塑性樹脂プリプレグ全体を加熱してもよい
し、マンドレルに巻上げられる部分のみを加熱してもよ
い。
よって定まるが、その下限はヒータから成る加熱手段の
設定を、使用したマトリックス樹脂の溶融温度あるいは
流動温度を超える温度とし、上限はマトリックス樹脂が
熱分解しない温度であればとくに限定されない。加熱方
法はとくに限定されないが、オイルヒータ、スチーム、
電熱、超音波、誘電加熱等よって加熱すればよい。また
加熱は熱可塑性樹脂プリプレグ全体を加熱してもよい
し、マンドレルに巻上げられる部分のみを加熱してもよ
い。
【0023】マンドレルに巻付けられた熱可塑性樹脂プ
リプレグのシートを強制冷却する場合には、冷却される
上板または下板に冷却装置を接続して行なうか、あるい
は上板または下板に水、圧空、オイル等の媒体を直接循
環させて行なえばよい。冷却された板の温度は、マトリ
ックス樹脂のガラス転移温度未満であればとくに限定さ
れない。
リプレグのシートを強制冷却する場合には、冷却される
上板または下板に冷却装置を接続して行なうか、あるい
は上板または下板に水、圧空、オイル等の媒体を直接循
環させて行なえばよい。冷却された板の温度は、マトリ
ックス樹脂のガラス転移温度未満であればとくに限定さ
れない。
【0024】マンドレルに対するプリプレグのワインデ
ィングの際の巻取り速度は、加熱条件が一定であれば冷
却温度を低くすることによって向上でき、冷却温度に応
じてその速度が調整可能である。生産性や巻易さの点か
ら、好ましくは巻取り速度が10m/min程度の値に
なるような冷却条件を設定するのが好ましい。
ィングの際の巻取り速度は、加熱条件が一定であれば冷
却温度を低くすることによって向上でき、冷却温度に応
じてその速度が調整可能である。生産性や巻易さの点か
ら、好ましくは巻取り速度が10m/min程度の値に
なるような冷却条件を設定するのが好ましい。
【0025】巻取り速度を一定としたときに、成形物内
のボイド率と温度−圧力の関係が図2に示される。マト
リックス樹脂によって条件が異なるが、図2から明らか
なように、温度条件が下限がマトリックス樹脂の溶融温
度あるいは流動温度を超える温度であって、上限が熱分
解温度未満の温度に好ましい条件が存在する。巻取り速
度が一定であれば、温度と圧力を調整することによって
図3に示すように、ボイドを排除できる条件が定められ
る。
のボイド率と温度−圧力の関係が図2に示される。マト
リックス樹脂によって条件が異なるが、図2から明らか
なように、温度条件が下限がマトリックス樹脂の溶融温
度あるいは流動温度を超える温度であって、上限が熱分
解温度未満の温度に好ましい条件が存在する。巻取り速
度が一定であれば、温度と圧力を調整することによって
図3に示すように、ボイドを排除できる条件が定められ
る。
【0026】熱可塑性樹脂プリプレグに作用させる圧力
については、マンドレルと熱可塑性樹脂プリプレグおよ
びこのプリプレグの層間を密着させ、かつマンドレルが
スムーズに転動できる程度かければよい。マンドレルと
熱可塑性樹脂プリプレグの密着度およびこのプリプレグ
層間の密着度を得、かつ円滑に熱可塑性樹脂プリプレグ
を巻取るには、1センチ当りの荷重で表わした線圧にし
て、0.5〜10kg/cm程度の荷重をかけるのが好
ましい。
については、マンドレルと熱可塑性樹脂プリプレグおよ
びこのプリプレグの層間を密着させ、かつマンドレルが
スムーズに転動できる程度かければよい。マンドレルと
熱可塑性樹脂プリプレグの密着度およびこのプリプレグ
層間の密着度を得、かつ円滑に熱可塑性樹脂プリプレグ
を巻取るには、1センチ当りの荷重で表わした線圧にし
て、0.5〜10kg/cm程度の荷重をかけるのが好
ましい。
【0027】ワインディングのために用いられるマンド
レルは中実体であってもよく、中空体であってもよい。
またこのマンドレルの材質は本発明の方法で加えられる
荷重および加熱条件に耐えられるものであればとくに限
定されない。またその断面方向の寸法、とくに直径は作
製しようとする繊維強化熱可塑性樹脂パイプの形状によ
って、任意に定まるものであってとくに限定されない。
作製した繊維強化熱可塑性樹脂パイプの離型性を向上す
るために、マンドレルは離型処理を施したものかあるい
は離型性に優れるものが好ましい。
レルは中実体であってもよく、中空体であってもよい。
またこのマンドレルの材質は本発明の方法で加えられる
荷重および加熱条件に耐えられるものであればとくに限
定されない。またその断面方向の寸法、とくに直径は作
製しようとする繊維強化熱可塑性樹脂パイプの形状によ
って、任意に定まるものであってとくに限定されない。
作製した繊維強化熱可塑性樹脂パイプの離型性を向上す
るために、マンドレルは離型処理を施したものかあるい
は離型性に優れるものが好ましい。
【0028】最終的に繊維強化熱可塑性樹脂パイプを得
るために、好ましくはマトリックス樹脂のガラス転移温
度未満まで、より好ましくは熱変形温度(ASTM−D
648 18.6kg/cm2 に準拠)未満になるよう
に、所定の回数のワインディングが行なわれた後に最終
的な強制冷却が行なわれるように、加熱手段を有する板
に冷却ゾーンを設ける必要がある。
るために、好ましくはマトリックス樹脂のガラス転移温
度未満まで、より好ましくは熱変形温度(ASTM−D
648 18.6kg/cm2 に準拠)未満になるよう
に、所定の回数のワインディングが行なわれた後に最終
的な強制冷却が行なわれるように、加熱手段を有する板
に冷却ゾーンを設ける必要がある。
【0029】例えば図4に示すように、加熱手段を有す
る下側の板12に冷却ゾーン29を設け、ワインディン
グ動作の中でプリプレグ層間を融着した後にこの冷却ゾ
ーン29にマンドレル31に巻付けられたパイプを送込
むことによって、冷却を速やかに行なうことができる。
このような方法を適用することで、パイプ製造工程中
の、ワインディング、プリプレグ層間の融着、冷却・製
品取出し工程を一連の動作として、1つの装置の中で行
なうことが可能になる。
る下側の板12に冷却ゾーン29を設け、ワインディン
グ動作の中でプリプレグ層間を融着した後にこの冷却ゾ
ーン29にマンドレル31に巻付けられたパイプを送込
むことによって、冷却を速やかに行なうことができる。
このような方法を適用することで、パイプ製造工程中
の、ワインディング、プリプレグ層間の融着、冷却・製
品取出し工程を一連の動作として、1つの装置の中で行
なうことが可能になる。
【0030】このような方法の実施のために用いられる
製造装置は互いに対向するように配される上板および下
板を備え、これらの板の長さ方向に延びるように断面が
ほぼ円形のマンドレルが配される。そして上記一対の板
に両端が止着された状態で断面がU字状に屈曲されてマ
ンドレルに約半周巻付けられるように柔軟なフィルム状
またはシート状の誘導体が取付けられる。
製造装置は互いに対向するように配される上板および下
板を備え、これらの板の長さ方向に延びるように断面が
ほぼ円形のマンドレルが配される。そして上記一対の板
に両端が止着された状態で断面がU字状に屈曲されてマ
ンドレルに約半周巻付けられるように柔軟なフィルム状
またはシート状の誘導体が取付けられる。
【0031】上板と下板の内の一方の他方が一方に対し
て幅方向に移動されたときに、誘導体がマンドレルに巻
込まれる方の上板または下板に加熱手段が設けられ、こ
の加熱手段によってマンドレルに巻付けられたプリプレ
グが溶融・軟化される。
て幅方向に移動されたときに、誘導体がマンドレルに巻
込まれる方の上板または下板に加熱手段が設けられ、こ
の加熱手段によってマンドレルに巻付けられたプリプレ
グが溶融・軟化される。
【0032】また上板と下板の内の他方が一方に対して
移動されるときに誘導体がマンドレルから繰出される上
板または下板に設けられている第1の冷却手段によって
ほぼ1/2回のワインディング毎にワインディングされ
たプリプレグが冷却・固化される。さらにワインディン
グ完了時にマンドレルに巻付けられたプリプレグが接触
するように加熱手段を有する上板または下板に設けられ
ている第2の強制冷却手段によって最終的な冷却が行な
われるようになっている。
移動されるときに誘導体がマンドレルから繰出される上
板または下板に設けられている第1の冷却手段によって
ほぼ1/2回のワインディング毎にワインディングされ
たプリプレグが冷却・固化される。さらにワインディン
グ完了時にマンドレルに巻付けられたプリプレグが接触
するように加熱手段を有する上板または下板に設けられ
ている第2の強制冷却手段によって最終的な冷却が行な
われるようになっている。
【0033】
【発明の効果】本発明の方法によれば、誘導体上で加熱
されることによって溶融・軟化してドレープ性を付与さ
れた熱可塑性樹脂プリプレグは、導入された誘導体が巻
始め部分においても外側から押え付けるように作用する
ために、接着剤や初期賦型等の操作を必要とせず、この
ためにスムーズにマンドレルに密着しながら巻付けられ
る。
されることによって溶融・軟化してドレープ性を付与さ
れた熱可塑性樹脂プリプレグは、導入された誘導体が巻
始め部分においても外側から押え付けるように作用する
ために、接着剤や初期賦型等の操作を必要とせず、この
ためにスムーズにマンドレルに密着しながら巻付けられ
る。
【0034】このようなマンドレルへのワインディング
の際に、誘導体の一端を止着している一方の板を加熱手
段で加熱するとともに、他方の板を第1の冷却手段で積
極的に冷却することによって、誘導体上に配され、溶融
・軟化している熱可塑性樹脂プリプレグがマンドレルに
巻付けられながら固化される。
の際に、誘導体の一端を止着している一方の板を加熱手
段で加熱するとともに、他方の板を第1の冷却手段で積
極的に冷却することによって、誘導体上に配され、溶融
・軟化している熱可塑性樹脂プリプレグがマンドレルに
巻付けられながら固化される。
【0035】このような動作を繰返しながら、熱可塑性
樹脂プリプレグをマンドレルに巻付けることができ、ワ
インディングの一連の動作の中で、加熱されているプレ
ート側に設けられている第2の冷却手段、すなわち冷却
ゾーンに送込むことによって、最終的な冷却が行なわ
れ、繊維強化熱可塑性樹脂パイプが製作される。
樹脂プリプレグをマンドレルに巻付けることができ、ワ
インディングの一連の動作の中で、加熱されているプレ
ート側に設けられている第2の冷却手段、すなわち冷却
ゾーンに送込むことによって、最終的な冷却が行なわ
れ、繊維強化熱可塑性樹脂パイプが製作される。
【0036】このようにプリプレグ間を融着することに
よってボードレスのパイプが得られるようになり、パイ
プの製造工程の中のワインディング、プリプレグ層間融
着、冷却・製品取出しの工程を一連の動作として、1つ
の装置の中で円滑に行なうことができる。これによって
繊維強化熱可塑性樹脂パイプの生産性の向上が図られる
ことになる。
よってボードレスのパイプが得られるようになり、パイ
プの製造工程の中のワインディング、プリプレグ層間融
着、冷却・製品取出しの工程を一連の動作として、1つ
の装置の中で円滑に行なうことができる。これによって
繊維強化熱可塑性樹脂パイプの生産性の向上が図られる
ことになる。
【0037】
【実施例1】熱可塑性樹脂プリプレグとして、ベスファ
イト/ポリアミド12一方向プリプレグ(東邦レーヨン
株式会社製)を用いた。炭素繊維の目付けが164g/
m2であって、樹脂含有率(以下RCとし、重量%で表
わす。)が33%のものであり、厚さが0.25mmの
ものが用いられた。プリプレグの形状は図6に示すよう
に、その巻取り方向の寸法が140mmであって、軸方
向の寸法が700mmの長方形の形状をなし、しかも繊
維が軸方向に対して+45°/−45°ものを用いてい
る。
イト/ポリアミド12一方向プリプレグ(東邦レーヨン
株式会社製)を用いた。炭素繊維の目付けが164g/
m2であって、樹脂含有率(以下RCとし、重量%で表
わす。)が33%のものであり、厚さが0.25mmの
ものが用いられた。プリプレグの形状は図6に示すよう
に、その巻取り方向の寸法が140mmであって、軸方
向の寸法が700mmの長方形の形状をなし、しかも繊
維が軸方向に対して+45°/−45°ものを用いてい
る。
【0038】製造装置は図4に示すように上板11と下
板12とから成り、これらの板の端部に両端が止着され
た誘導体32がU字状に屈曲されるとともに、この誘導
体32によってマンドレル31が挟着されるように配さ
れる構造をなしており、ここでは上板11が固定される
とともに、下板12が上板11に対して右方に移動しな
がらマンドレル31上にプリプレグ41を巻付けるよう
になっている。
板12とから成り、これらの板の端部に両端が止着され
た誘導体32がU字状に屈曲されるとともに、この誘導
体32によってマンドレル31が挟着されるように配さ
れる構造をなしており、ここでは上板11が固定される
とともに、下板12が上板11に対して右方に移動しな
がらマンドレル31上にプリプレグ41を巻付けるよう
になっている。
【0039】この装置に用いられるマンドレル31はそ
の外径が14mmであって長さが100mmのストレー
トな形状をなし、表面に離型処理を施したスチール製の
マンドレルである。
の外径が14mmであって長さが100mmのストレー
トな形状をなし、表面に離型処理を施したスチール製の
マンドレルである。
【0040】またこのマンドレル31に対してプリプレ
グ41を巻付けるための誘導体32として、ガラスクロ
スに四フッ化エチレン樹脂をコーティングしたシートが
用いられている。
グ41を巻付けるための誘導体32として、ガラスクロ
スに四フッ化エチレン樹脂をコーティングしたシートが
用いられている。
【0041】図6に示すように複数枚のシートを貼合わ
せた熱可塑性樹脂プリプレグ41は図4−Aに示すよう
に、下板12の上において誘導体32上に配される。そ
して固定されている上板11に対して下板12を上昇さ
せ、線圧で3kg/cmの圧力を加えながら下板12を
その幅方向に10mm/minで移動させる。すると誘
導体32がマンドレル31に密着した状態で移動プレー
ト12に追従しながらマンドレル31上を転動する。
せた熱可塑性樹脂プリプレグ41は図4−Aに示すよう
に、下板12の上において誘導体32上に配される。そ
して固定されている上板11に対して下板12を上昇さ
せ、線圧で3kg/cmの圧力を加えながら下板12を
その幅方向に10mm/minで移動させる。すると誘
導体32がマンドレル31に密着した状態で移動プレー
ト12に追従しながらマンドレル31上を転動する。
【0042】このときに熱可塑性プリプレグ41は下板
12の加熱手段によって誘導体32上で250℃に加熱
される。従って溶融・軟化してドレープ性を生じた熱可
塑性樹脂プリプレグ41は、マンドレル31と誘導体3
2との間に介在され、マンドレル31の外周面に密着さ
れながら巻付けられた。
12の加熱手段によって誘導体32上で250℃に加熱
される。従って溶融・軟化してドレープ性を生じた熱可
塑性樹脂プリプレグ41は、マンドレル31と誘導体3
2との間に介在され、マンドレル31の外周面に密着さ
れながら巻付けられた。
【0043】このときに熱可塑性樹脂プリプレグ41は
半周ワインディングされたところで、マンドレル31の
上方において、冷却用配管19内を冷却する冷却水によ
って冷却され、15℃になっている上板11に接触する
ことによって、瞬間的に150℃まで冷却され、マンド
レル31の形状に添って賦型される。
半周ワインディングされたところで、マンドレル31の
上方において、冷却用配管19内を冷却する冷却水によ
って冷却され、15℃になっている上板11に接触する
ことによって、瞬間的に150℃まで冷却され、マンド
レル31の形状に添って賦型される。
【0044】この後さらに半周転動されると、下板12
内の加熱手段によって加熱され、溶融・軟化している熱
可塑性樹脂プリプレグ41に密着し、これによってワイ
ンディングされたプリプレグ41と下側のプリプレグ4
1とが溶着される。
内の加熱手段によって加熱され、溶融・軟化している熱
可塑性樹脂プリプレグ41に密着し、これによってワイ
ンディングされたプリプレグ41と下側のプリプレグ4
1とが溶着される。
【0045】このようにマンドレル31は熱可塑性樹脂
プリプレグ41を巻付けながら3回転した後に、冷却水
がその中を循環する冷却用配管30を有し、15℃にな
っている下板12側に設けられている冷却ゾーン29に
送込まれ、強制的に40℃まで冷却された。このように
して内径が14mmであって、肉厚が1mm、長さが7
00mmで、繊維体積含有率が55%の繊維強化熱可塑
性樹脂パイプが得られた。このような繊維強化熱可塑性
樹脂パイプを得るまでの所要時間は、材料をセットして
から約1分であった。
プリプレグ41を巻付けながら3回転した後に、冷却水
がその中を循環する冷却用配管30を有し、15℃にな
っている下板12側に設けられている冷却ゾーン29に
送込まれ、強制的に40℃まで冷却された。このように
して内径が14mmであって、肉厚が1mm、長さが7
00mmで、繊維体積含有率が55%の繊維強化熱可塑
性樹脂パイプが得られた。このような繊維強化熱可塑性
樹脂パイプを得るまでの所要時間は、材料をセットして
から約1分であった。
【0046】このようにして得られた繊維強化熱可塑性
樹脂パイプは繊維の乱れがなく、良好な外観を有してい
た。また顕微鏡観察の結果、内部にボイドが存在せず、
良好なパイプを得ることができた。さらに曲げ強度(J
IS K6911−1979に準拠して測定)において
も、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を加熱・
膨張する内圧成形法で得たパイプとほぼ同等の強度を示
した。
樹脂パイプは繊維の乱れがなく、良好な外観を有してい
た。また顕微鏡観察の結果、内部にボイドが存在せず、
良好なパイプを得ることができた。さらに曲げ強度(J
IS K6911−1979に準拠して測定)において
も、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を加熱・
膨張する内圧成形法で得たパイプとほぼ同等の強度を示
した。
【0047】
【実施例2】熱可塑性樹脂プリプレグとして、ベスファ
イト/ポリカーボネート一方向プリプレグ(東邦レーヨ
ン株式会社製)を用いた。炭素繊維の目付けが156g
/m2 であって樹脂含有率が40%のものであり、厚さ
が0.25mmのものを用いた。
イト/ポリカーボネート一方向プリプレグ(東邦レーヨ
ン株式会社製)を用いた。炭素繊維の目付けが156g
/m2 であって樹脂含有率が40%のものであり、厚さ
が0.25mmのものを用いた。
【0048】プリプレグの形状は図6に示すように、巻
取り方向に140mmであって、軸方向に700mmの
長方形であって、繊維が軸方向に対して+45°/−4
5°それぞれ傾斜したものを用いた。
取り方向に140mmであって、軸方向に700mmの
長方形であって、繊維が軸方向に対して+45°/−4
5°それぞれ傾斜したものを用いた。
【0049】またこのときのマンドレル31として、外
径が14mmであって、長さが100mmのストレート
な形状のものが用いられた。このようなマンドレルはそ
の表面に離型処理を施したスチール製のものである。
径が14mmであって、長さが100mmのストレート
な形状のものが用いられた。このようなマンドレルはそ
の表面に離型処理を施したスチール製のものである。
【0050】このようなマンドレル31を用いた図4に
示す装置において、誘導体32として、ガラスクロスに
四フッ化エチレン樹脂をコーティングしたシートを使用
した。
示す装置において、誘導体32として、ガラスクロスに
四フッ化エチレン樹脂をコーティングしたシートを使用
した。
【0051】図4に示すように、複数枚のシートを貼合
わせた熱可塑性樹脂プリプレグ41は下板12上におい
て誘導体32の上に配された。そして上板11に対して
下板12を上昇させ、このような状態において圧力を線
圧で3kg/cm2 加えながら下板12をその幅方向に
10mm/minで移動させた。すると誘導体32がマ
ンドレル31に密着した状態で、移動プレート12に追
従しながらマンドレル31が転動した。このときに熱可
塑性樹脂プリプレグ41は加熱プレート12によって誘
導体32上で260℃に加熱されている。このために溶
融・軟化してドレープ性を生じている熱可塑性樹脂プリ
プレグ41は、マンドレル31と誘導体32との間に介
在され、マンドレル31の外周面に密着されながら巻付
けられた。
わせた熱可塑性樹脂プリプレグ41は下板12上におい
て誘導体32の上に配された。そして上板11に対して
下板12を上昇させ、このような状態において圧力を線
圧で3kg/cm2 加えながら下板12をその幅方向に
10mm/minで移動させた。すると誘導体32がマ
ンドレル31に密着した状態で、移動プレート12に追
従しながらマンドレル31が転動した。このときに熱可
塑性樹脂プリプレグ41は加熱プレート12によって誘
導体32上で260℃に加熱されている。このために溶
融・軟化してドレープ性を生じている熱可塑性樹脂プリ
プレグ41は、マンドレル31と誘導体32との間に介
在され、マンドレル31の外周面に密着されながら巻付
けられた。
【0052】このときに熱可塑樹脂プリプレグ41は約
半周転動したところで、マンドレル31の上方におい
て、冷却用配管19内を循環する冷却水によって冷却さ
れて15℃になっている上板11に接触することによっ
て、瞬間的に200℃まで冷却され、マンドレル31の
形状に添って賦型された。
半周転動したところで、マンドレル31の上方におい
て、冷却用配管19内を循環する冷却水によって冷却さ
れて15℃になっている上板11に接触することによっ
て、瞬間的に200℃まで冷却され、マンドレル31の
形状に添って賦型された。
【0053】この後さらに半周ワインディングされると
下板12によって再び加熱され、溶融・軟化している熱
可塑性樹脂プリプレグ41に密着し、プリプレグ同士が
融着された。このようにマンドレル31は熱可塑性樹脂
プリプレグ41を巻付けながら所要の回数、例えば3回
転した後に、冷却水によって15℃になっている下板1
2に設けられている冷却ゾーン29に移動され、ここで
強制的に90℃まで冷却された。
下板12によって再び加熱され、溶融・軟化している熱
可塑性樹脂プリプレグ41に密着し、プリプレグ同士が
融着された。このようにマンドレル31は熱可塑性樹脂
プリプレグ41を巻付けながら所要の回数、例えば3回
転した後に、冷却水によって15℃になっている下板1
2に設けられている冷却ゾーン29に移動され、ここで
強制的に90℃まで冷却された。
【0054】このようにして内径が14mmであって、
肉厚が1mmで、長さが700mmで、繊維体積含有率
が50%の繊維強化熱可塑性樹脂パイプが得られた。上
記繊維強化熱可塑性樹脂パイプを得るまでの所要時間
は、材料をセットしてから約1分である。
肉厚が1mmで、長さが700mmで、繊維体積含有率
が50%の繊維強化熱可塑性樹脂パイプが得られた。上
記繊維強化熱可塑性樹脂パイプを得るまでの所要時間
は、材料をセットしてから約1分である。
【0055】得られた繊維強化熱可塑性樹脂パイプは繊
維の乱れがなく、良好な外観を有していた。また顕微鏡
観察の結果、内部にはボイドが存在せず、良好なパイプ
を得ることができた。さらに曲げ強度(JIS K69
11−1979に準拠して測定)においても、表1に示
すように、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を
加熱・膨張する内圧成形法で得られたパイプと比べ、ほ
ぼ同等の強度を示すことが判明した。
維の乱れがなく、良好な外観を有していた。また顕微鏡
観察の結果、内部にはボイドが存在せず、良好なパイプ
を得ることができた。さらに曲げ強度(JIS K69
11−1979に準拠して測定)においても、表1に示
すように、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を
加熱・膨張する内圧成形法で得られたパイプと比べ、ほ
ぼ同等の強度を示すことが判明した。
【0056】
【比較例1】熱可塑性樹脂プリプレグとして、ベスファ
イト/ポリアミド12一方向プリプレグ(東邦レーヨン
株式会社製)を用いた。炭素繊維目付けが164g/m
2 であって樹脂含有率(RC)が41%のものであり、
厚さが0.25mmのものを用いた。
イト/ポリアミド12一方向プリプレグ(東邦レーヨン
株式会社製)を用いた。炭素繊維目付けが164g/m
2 であって樹脂含有率(RC)が41%のものであり、
厚さが0.25mmのものを用いた。
【0057】プリプレグの形状は図6に示すものと同じ
く、巻取り方向に140mmであって、軸方向に700
mmの長方形の形状をなし、繊維が軸方向に対して+4
5°/−45°のものを用いた。
く、巻取り方向に140mmであって、軸方向に700
mmの長方形の形状をなし、繊維が軸方向に対して+4
5°/−45°のものを用いた。
【0058】マンドレル31は外径が14mmで、長さ
が100mmのストレートな形状をなし、離型処理を施
したスチール製のものが用いられた。
が100mmのストレートな形状をなし、離型処理を施
したスチール製のものが用いられた。
【0059】上下の板11、12の間に配され、マンド
レル31に対してプリプレグ41を巻付ける誘導体32
として、ガラスクロスに四フッ化エチレン樹脂をコーテ
ィングしたシートが使用された。
レル31に対してプリプレグ41を巻付ける誘導体32
として、ガラスクロスに四フッ化エチレン樹脂をコーテ
ィングしたシートが使用された。
【0060】シートを積層した長方形の形状をなす熱可
塑性樹脂プリプレグ41は下板12側において誘導体3
2上に配置され、そして下板12に対して上板11を下
降した。
塑性樹脂プリプレグ41は下板12側において誘導体3
2上に配置され、そして下板12に対して上板11を下
降した。
【0061】このような状態で、圧力を線圧で4kg/
cm加えながら下板12をその幅方向に10m/min
で移動させた。すると誘導体32がマンドレル31に密
着した状態で、移動プレート12に追従しながらマンド
レル31を転動させる。このときに熱可塑性樹脂プリプ
レグ41は加熱プレート12によって誘導体32上で1
80℃に加熱される。このために加熱・軟化してドレー
プ性を生じている熱可塑性樹脂プリプレグは、マンドレ
ル31と誘導体32との間に介在され、マンドレル31
の外周面に密着させながら冷却することなく巻付けられ
る。
cm加えながら下板12をその幅方向に10m/min
で移動させた。すると誘導体32がマンドレル31に密
着した状態で、移動プレート12に追従しながらマンド
レル31を転動させる。このときに熱可塑性樹脂プリプ
レグ41は加熱プレート12によって誘導体32上で1
80℃に加熱される。このために加熱・軟化してドレー
プ性を生じている熱可塑性樹脂プリプレグは、マンドレ
ル31と誘導体32との間に介在され、マンドレル31
の外周面に密着させながら冷却することなく巻付けられ
る。
【0062】放冷後に脱芯したパイプ成形用中間体にポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)の丸棒を挿入し
た後に金型にセットアップし、N2 雰囲気中で300℃
に加熱し、ポリテトラフルオロエチレンを膨張させる内
圧成形法によって成形を行ない、内径が14mmで、肉
厚が1mmで、長さが700mmのパイプを得た。なお
このパイプの繊維体積含有率は55%であった。このよ
うな繊維強化熱可塑性樹脂パイプを製造するのに要した
所要時間は約120分であった。
リテトラフルオロエチレン(PTFE)の丸棒を挿入し
た後に金型にセットアップし、N2 雰囲気中で300℃
に加熱し、ポリテトラフルオロエチレンを膨張させる内
圧成形法によって成形を行ない、内径が14mmで、肉
厚が1mmで、長さが700mmのパイプを得た。なお
このパイプの繊維体積含有率は55%であった。このよ
うな繊維強化熱可塑性樹脂パイプを製造するのに要した
所要時間は約120分であった。
【0063】
【比較例2】熱可塑性樹脂プリプレグとして、ベスファ
イト/ポリカーボネート一方向プリプレグ(東邦レーヨ
ン株式会社製)を用いた。炭素繊維の目付けが156g
/m2 であって樹脂含有率が45%のものであり、厚さ
が0.25mmのものが用いられた。
イト/ポリカーボネート一方向プリプレグ(東邦レーヨ
ン株式会社製)を用いた。炭素繊維の目付けが156g
/m2 であって樹脂含有率が45%のものであり、厚さ
が0.25mmのものが用いられた。
【0064】プリプレグの形状は図6に示すように、巻
取り方向に140mmであって、軸方向に700mmの
長方形をなし、繊維が軸方向に対して+45°/−45
°のものが用いられた。
取り方向に140mmであって、軸方向に700mmの
長方形をなし、繊維が軸方向に対して+45°/−45
°のものが用いられた。
【0065】マンドレル31はその外径が14mmで、
長さが1000mmのストレート形状であり、離型処理
を施したスチール製のものが用いられた。またこのマン
ドレル31に巻付けられる誘導体32として、ガラスク
ロスに四フッ化エチレン樹脂をコーティングしたシート
が用いられた。
長さが1000mmのストレート形状であり、離型処理
を施したスチール製のものが用いられた。またこのマン
ドレル31に巻付けられる誘導体32として、ガラスク
ロスに四フッ化エチレン樹脂をコーティングしたシート
が用いられた。
【0066】図6に示すように貼合わせた熱可塑性樹脂
プリプレグはローリングプレートの下板12側において
誘導体32上に配された。そしてローリングプレートの
上板11を下降した。
プリプレグはローリングプレートの下板12側において
誘導体32上に配された。そしてローリングプレートの
上板11を下降した。
【0067】このような状態で線圧で4kg/cmの線
圧を加えながら下板12をその幅方向に移動させ、10
m/minで移動させた。すると誘導体32がマンドレ
ル31に密着した状態で移動プレート12に追従しなが
らマンドレル31を転動させた。このときに熱可塑性樹
脂プリプレグ41は加熱プレート12によって誘導体3
2上で220℃に加熱された。このために加熱・軟化し
てドレープ性を生じている熱可塑性樹脂プリプレグ41
は、マンドレル31と誘導体32との間に介在され、マ
ンドレル31の外周面に密着させながら冷却しないで巻
付けられた。
圧を加えながら下板12をその幅方向に移動させ、10
m/minで移動させた。すると誘導体32がマンドレ
ル31に密着した状態で移動プレート12に追従しなが
らマンドレル31を転動させた。このときに熱可塑性樹
脂プリプレグ41は加熱プレート12によって誘導体3
2上で220℃に加熱された。このために加熱・軟化し
てドレープ性を生じている熱可塑性樹脂プリプレグ41
は、マンドレル31と誘導体32との間に介在され、マ
ンドレル31の外周面に密着させながら冷却しないで巻
付けられた。
【0068】放冷後に脱芯して得られたパイプ成形用中
間体にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の丸棒
を挿入した後に金型にセットアップし、N2 雰囲気中で
320℃に加熱し、ポリテトラフルオロエチレンを膨張
させる内圧成形を行ない、内径が14mmであって、厚
さが1mmで、長さが700mmであって、しかも繊維
体積含有率が50%の繊維強化熱可塑性樹脂パイプを得
た。このパイプを製造するまでの所要時間は120分で
あった。
間体にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の丸棒
を挿入した後に金型にセットアップし、N2 雰囲気中で
320℃に加熱し、ポリテトラフルオロエチレンを膨張
させる内圧成形を行ない、内径が14mmであって、厚
さが1mmで、長さが700mmであって、しかも繊維
体積含有率が50%の繊維強化熱可塑性樹脂パイプを得
た。このパイプを製造するまでの所要時間は120分で
あった。
【0069】
【実施例3】熱可塑性樹脂プリプレグとして、ベスファ
イト/ポリカーボネート一方向プリプレグ(東邦レーヨ
ン株式会社製)が用いられた。このプリプレグは炭素繊
維の目付けが156g/mであって、樹脂含有率が41
%で、厚さが0.25mmのものである。
イト/ポリカーボネート一方向プリプレグ(東邦レーヨ
ン株式会社製)が用いられた。このプリプレグは炭素繊
維の目付けが156g/mであって、樹脂含有率が41
%で、厚さが0.25mmのものである。
【0070】プリプレグ41の形状は図7に示すような
台形状をなし、上底aが62mmで下底cが110mm
で、高さbが700mmであって、繊維が軸方向に対し
て+45°/−45°のものを用いた。
台形状をなし、上底aが62mmで下底cが110mm
で、高さbが700mmであって、繊維が軸方向に対し
て+45°/−45°のものを用いた。
【0071】また図5に示す装置のマンドレル31はそ
の小径部の直径が4.5mmで、大径部の直径が12.
5mmであり、長さが1000mmのストレートテーパ
付きのマンドレルを用いた。このマンドレル31はスチ
ール製であって、その表面に離型処理が施されたものを
用いた。またこのマンドレル31の外側に巻付けられる
誘導体32として、ガラスクロスに四フッ化エチレン樹
脂をコーティングしたシートが使用された。
の小径部の直径が4.5mmで、大径部の直径が12.
5mmであり、長さが1000mmのストレートテーパ
付きのマンドレルを用いた。このマンドレル31はスチ
ール製であって、その表面に離型処理が施されたものを
用いた。またこのマンドレル31の外側に巻付けられる
誘導体32として、ガラスクロスに四フッ化エチレン樹
脂をコーティングしたシートが使用された。
【0072】図5に示す装置はテーパ状のパイプを成形
する装置であって、上板11と下板12とを備え、上板
11の上面に支持板13が取付けられるとともに、この
支持板13の突部14に設けられているピン孔を挿通す
るピン16によって、旋回軸17の下端に設けられてい
る基端部18に旋回可能に支持されるようになってい
る。なお上板11にはその内部を冷却水を循環させる冷
却用配管19が設けられている。
する装置であって、上板11と下板12とを備え、上板
11の上面に支持板13が取付けられるとともに、この
支持板13の突部14に設けられているピン孔を挿通す
るピン16によって、旋回軸17の下端に設けられてい
る基端部18に旋回可能に支持されるようになってい
る。なお上板11にはその内部を冷却水を循環させる冷
却用配管19が設けられている。
【0073】これに対して下板12はその内部に加熱手
段23を備えるとともに、案内レール25によってY軸
方向に移動可能になっている。案内レール25はベース
26上に設けられ、しかもベース26が案内レール28
によってX軸方向に移動可能に支持されている。しかも
この下板12には、その幅方向の端部に冷却用配管30
を備えた冷却ゾーン29が設けられている。この冷却ゾ
ーン29が第2の冷却手段を構成している。
段23を備えるとともに、案内レール25によってY軸
方向に移動可能になっている。案内レール25はベース
26上に設けられ、しかもベース26が案内レール28
によってX軸方向に移動可能に支持されている。しかも
この下板12には、その幅方向の端部に冷却用配管30
を備えた冷却ゾーン29が設けられている。この冷却ゾ
ーン29が第2の冷却手段を構成している。
【0074】図7に示すように貼合わされた熱可塑性樹
脂プリプレグ41は図5に示す装置の下板12側におい
て誘導体32上に配された。そしてローリングプレート
上板11を下降させた。このときに上板11は支点ピン
16をを中心として傾斜し、マンドレル31のテーパに
添うように傾き、これによってマンドレル31の外周面
の長さ方向にわたって同じ圧力がかかるようにされた。
このような状態で、線圧で3kg/cmの圧力が加えら
れた。
脂プリプレグ41は図5に示す装置の下板12側におい
て誘導体32上に配された。そしてローリングプレート
上板11を下降させた。このときに上板11は支点ピン
16をを中心として傾斜し、マンドレル31のテーパに
添うように傾き、これによってマンドレル31の外周面
の長さ方向にわたって同じ圧力がかかるようにされた。
このような状態で、線圧で3kg/cmの圧力が加えら
れた。
【0075】このような状態において下板12はベース
26とともに案内レール28に添ってX軸方向、すなわ
ち下板12の幅方向に移動された。しかもこのときに下
板12は案内レール25によってベース26に対して若
干ではあるがY軸方向に移動され、これによってマンド
レル31の展開した外周面の扇形の形状の軌跡を達成
し、誘導体32が密着した状態でマンドレル31が円滑
に転動された。
26とともに案内レール28に添ってX軸方向、すなわ
ち下板12の幅方向に移動された。しかもこのときに下
板12は案内レール25によってベース26に対して若
干ではあるがY軸方向に移動され、これによってマンド
レル31の展開した外周面の扇形の形状の軌跡を達成
し、誘導体32が密着した状態でマンドレル31が円滑
に転動された。
【0076】このときに熱可塑性樹脂プリプレグ41は
下板12の内部に内蔵されている加熱手段23によって
誘導体32上で260℃に加熱された。従って溶融・軟
化してドレープ性を生じた熱可塑性樹脂プリプレグ41
は、マンドレル31と誘導体32との間に介在され、マ
ンドレル31の外周面に密着させながら巻付けられた。
下板12の内部に内蔵されている加熱手段23によって
誘導体32上で260℃に加熱された。従って溶融・軟
化してドレープ性を生じた熱可塑性樹脂プリプレグ41
は、マンドレル31と誘導体32との間に介在され、マ
ンドレル31の外周面に密着させながら巻付けられた。
【0077】そして熱可塑性樹脂プリプレグ41はマン
ドレル31の上方において、冷却用配管19内を循環す
る冷却水によって強制的に冷却され、15℃になってい
るローリングプレート上板11に接触するために、マン
ドレル31に巻付けられて半周ワインディングされたと
ころで固化されることになる。
ドレル31の上方において、冷却用配管19内を循環す
る冷却水によって強制的に冷却され、15℃になってい
るローリングプレート上板11に接触するために、マン
ドレル31に巻付けられて半周ワインディングされたと
ころで固化されることになる。
【0078】マンドレル31は熱可塑性樹脂プリプレグ
41を巻付けながら3回転した後に、冷却用配管30内
を循環する冷却水によって15℃になっている下板12
側に設けられている冷却ゾーン29側に送込まれ、ここ
で強制的に冷却された。
41を巻付けながら3回転した後に、冷却用配管30内
を循環する冷却水によって15℃になっている下板12
側に設けられている冷却ゾーン29側に送込まれ、ここ
で強制的に冷却された。
【0079】このようにして小さい方の内径が4.5m
mであって、大きい方の内径が12.5mmで、肉厚が
1mmで、しかも長さが700mmで、繊維体積含有率
が50%のテーパ管が得られた。
mであって、大きい方の内径が12.5mmで、肉厚が
1mmで、しかも長さが700mmで、繊維体積含有率
が50%のテーパ管が得られた。
【0080】このようなテーパ管を得るまでの所要時間
は、材料をセットしてから約1分であった。得られたテ
ーパ管は繊維の乱れがなく、良好な外観を有していた。
また顕微鏡観察の結果、内部にボイドが存在せず、良好
なパイプを得ることができた。
は、材料をセットしてから約1分であった。得られたテ
ーパ管は繊維の乱れがなく、良好な外観を有していた。
また顕微鏡観察の結果、内部にボイドが存在せず、良好
なパイプを得ることができた。
【図1】繊維強化熱可塑性樹脂パイプを製造する工程を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図2】ボイド率と温度−圧力条件の関係を示す斜視図
である。
である。
【図3】ボイド率と温度−圧力条件の関係を示す斜視図
である。
である。
【図4】ストレートパイプを製造する装置による製造方
法を示す断面図である。
法を示す断面図である。
【図5】テーパ状のパイプを製造する装置の斜視図であ
る。
る。
【図6】ストレートパイプ用プリプレグの貼合わせ工程
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図7】テーパ状パイプを製造するためのプリプレグの
貼合わせ工程を示す平面図である。
貼合わせ工程を示す平面図である。
【図8】従来の繊維強化熱可塑性樹脂パイプの製造プロ
セスを示すフローチャートである。
セスを示すフローチャートである。
11 上板 12 下板 13 支持板 14 突部 15 ピン孔 16 ピン 17 旋回軸 18 基端部 19 冷却用配管 23 ヒータ(第1の加熱手段) 25 案内レール 26 ベース 23 案内レール 29 冷却ゾーン(第2の冷却手段) 30 冷却用配管 31 マンドレル 32 誘導体 41 熱可塑性樹脂プリプレグ
───────────────────────────────────────────────────── 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 B29L 23:00
Claims (3)
- 【請求項1】熱可塑性樹脂プリプレグをマンドレルにワ
インディングして繊維強化熱可塑性樹脂パイプを製造す
る方法において、 柔軟なフィルム状またはシート状の誘導体上で前記プリ
プレグをそのマトリックス樹脂の溶融温度あるいは流動
温度を超える温度であって熱分解温度未満の温度で加熱
し、 前記プリプレグが前記マンドレルと前記誘導体との間に
加圧された状態で介在されるように前記誘導体をU字状
に屈曲させて前記マンドレルに巻付け、 前記誘導体の一端側が前記マンドレルに巻込まれるとと
もに他端側が前記マンドレルから繰出されるように前記
誘導体を移動させかつその上で前記マンドレルを転動さ
せて前記プリプレグを前記マンドレルにワインディング
し、 しかもワインディング中またはワインディングの完了時
に前記プリプレグをそのマトリックス樹脂の融点または
流動点以下の温度に強制的に冷却する、 ようにしたことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂パイ
プの製造方法。 - 【請求項2】ほぼ1/2回のワインディング毎に加熱と
強制冷却とが繰返されるとともに、所定の回数のワイン
ディングが行なわれた後に最終的な強制冷却が行なわれ
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の繊維強
化熱可塑性樹脂パイプの製造方法。 - 【請求項3】互いに対向するように配され、ローリング
プレートを構成する上板および下板と、 前記上板および下板の間においてそれらの長さ方向に延
びるように配される断面がほぼ円形のマンドレルと、 前記上板および下板に両端が止着された状態で断面がU
字状に屈曲されて前記マンドレルに約半周巻付けられる
柔軟なフィルム状またはシート状の誘導体と、 前記上板と下板の内の他方が一方に対して幅方向に移動
されたときに前記誘導体が前記マンドレルに巻込まれる
方の上板または下板に設けられている加熱手段と、 前記上板と下板の内の他方が一方に対して移動されると
きに前記誘導体が前記マンドレルから繰出される上板ま
たは下板に設けられている第1の強制冷却手段と、 ワインディングの完了時に前記マンドレルに巻付けられ
たプリプレグが接触するように前記加熱手段を有する上
板または下板に設けられている第2の強制冷却手段と、 をそれぞれ具備する繊維強化熱可塑性樹脂パイプの製造
装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6242349A JP2772388B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 繊維強化熱可塑性樹脂パイプの製造方法および製造装置 |
EP94120901A EP0661147B1 (en) | 1993-12-29 | 1994-12-29 | Process for producing a cylindrical product of fiber reinforcement-thermoplastic resin composite and an apparatus for producing the same |
US08/366,323 US5585062A (en) | 1993-12-29 | 1994-12-29 | Process for making a cylindrical product of fiber reinforcement-thermoplastic resin composite |
DE69420688T DE69420688T2 (de) | 1993-12-29 | 1994-12-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen Gegenstandes aus Faserverbundmaterial |
US08/959,537 US5840347A (en) | 1993-12-29 | 1997-10-24 | Apparatus for making a cylindrical product of fiber reinforcement-thermoplastic resin composite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6242349A JP2772388B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 繊維強化熱可塑性樹脂パイプの製造方法および製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0872157A true JPH0872157A (ja) | 1996-03-19 |
JP2772388B2 JP2772388B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=17087879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6242349A Expired - Fee Related JP2772388B2 (ja) | 1993-12-29 | 1994-09-08 | 繊維強化熱可塑性樹脂パイプの製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2772388B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015534913A (ja) * | 2012-10-18 | 2015-12-07 | サイテク・インダストリーズ・インコーポレーテツド | 熱可塑性材料および金型の表面工学 |
US10293570B2 (en) | 2016-02-01 | 2019-05-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Resin tube, and method of manufacture thereof |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP6242349A patent/JP2772388B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015534913A (ja) * | 2012-10-18 | 2015-12-07 | サイテク・インダストリーズ・インコーポレーテツド | 熱可塑性材料および金型の表面工学 |
JP2017159660A (ja) * | 2012-10-18 | 2017-09-14 | サイテク・インダストリーズ・インコーポレーテツド | 熱可塑性材料および金型の表面工学 |
US11214019B2 (en) | 2012-10-18 | 2022-01-04 | Cytec Industries Inc. | Surface engineering of thermoplastic materials and tooling |
US10293570B2 (en) | 2016-02-01 | 2019-05-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Resin tube, and method of manufacture thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2772388B2 (ja) | 1998-07-02 |
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---|---|---|---|
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