JPH11170381A - フランジ付き樹脂管状成形体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フランジ部材と樹脂管状成形体との接合強度
が高いフランジ付き樹脂管状成形体を容易にかつ経済的
に製造する。 【解決手段】 芯型にプリプレグを巻付け樹脂管状体を
形成させ、その後樹脂管状体にフランジ部材を接着させ
るフランジ付き樹脂管状成形体の製造法であって、芯型
が熱膨張性であり、プリプレグの巻付けを樹脂管状体の
外周径が該樹脂管状体の片端部又は両端部から中央部方
向に向けて増大するように行い、次いでフランジ部材を
樹脂管状体の端部から挿入し中央部方向に移動させて密
着固定させた後、加熱処理に付し、プリプレグの硬化及
びフランジ部材の接着を同時に行なう、フランジ付き樹
脂管状成形体の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フランジ付き樹脂
管状成形体の製造法に関するものである。更に詳しく
は、本発明は、芯型にプリプレグを巻き付けて樹脂管状
体を得て、これとフランジ部材とを加熱処理に付して、
該樹脂プリプレグの硬化による樹脂管状成形体の製造お
よび該樹脂管状体とフランジ部材との接着を同時に行な
う方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂管状成形体の製造にあたり、芯型に
プリプレグを巻き付け、これを加熱処理に付して樹脂管
状成形体を製造する方法は公知である（例えば特公昭４
５−６９５７号公報および特開昭４８−３１２６７号公
報）。この方法は、樹脂管状成形体の製造に当たり金型
が必要とされず、そして径の大きな製品も比較的容易に
できることから、製造設備や手間および経済性の観点で
好ましいものと言える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような樹脂管状成
形体は、その利用に際しての利便性を向上させるために
数々の加工が施されている。例えば、樹脂管状成形体同
志を接続したり、樹脂管状成形体を設置したり、あるい
は樹脂管状成形体への他の部材の取り付けを容易にする
ために、例えば樹脂管状成形体の端部（あるいはそれ以
外の部位）にフランジを設けることが行なわれている。

【０００４】このようなフランジ付きの樹脂管状成形体
を得る場合、管状成形体を熱硬化させて先ず製造し、そ
の後にフランジ部材を取り付けることがよく行なわれて
いる。この方法の代表的なものとしては、管状成形体に
フランジ部材を接着剤によって取付けるものがある。し
かし、この方法には、本発明者が知る限りでは、管状成
形体とフランジ部材との十分な接着性を確保するため
に、両者の接合面の形状や大きさを厳密に管理する必要
があるという問題点がある。このために、両部材の接合
面の形状や大きさを合わせるために研磨する必要が生じ
たり、十分な接着力を得るための表面加工（例えば目荒
らし、脱脂等）を施す必要が生じたりして、必ずしも製
造の手間および経済性の観点で好ましいものとは言えな
かった。

【０００５】フランジ付きの樹脂管状成形体を得る別の
方法としては、例えば樹脂管状体とフランジ部材とを型
内に設置し、樹脂管状成形体の中空部分を気体あるいは
発泡体によって加圧状態に維持すると共に型を加熱し
て、樹脂の硬化および管状体とフランジ部材との接合を
同時に行なう方法がある。しかし、この方法も、本発明
者が知る限りでは、製造設備が大掛かりなものになりが
ちで、そして製造作業に手間がかかることから、必ずし
も量産性および経済性が良好であるとは言えなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】〔発明の概要〕 ＜要旨＞本発明は、上記の従来方法に解決を与えること
を目的とするものである。従って、本発明によるフラン
ジ付き樹脂管状成形体の製造法は、芯型にプリプレグを
巻き付けて樹脂管状体を形成させ、その後、この樹脂管
状体にフランジ部材を接着させることからなるフランジ
付き樹脂管状成形体の製造法であって、上記芯型が熱膨
張性のものであり、上記プリプレグの巻き付けを樹脂管
状体の外周径が該樹脂管状体の片端部または両端部から
中央部方向に向けて増大するように行い、次いでフラン
ジ部材を該樹脂管状体の端部から挿入し該樹脂管状体中
央部方向に向けて移動させて該樹脂管状体の外周面に密
着固定させたのち、これらを加熱処理に付して、上記プ
リプレグの硬化およびフランジ部材の接着を同時に行な
うこと、を特徴とするものである。

【０００７】＜効果＞本発明によれば、フランジ部材と
樹脂管状成形体との接合強度が高いフランジ付きの樹脂
管状成形体を容易に得ることができる。また、本発明に
よる方法は、樹脂管状成形体とフランジ部材との密着性
を確保するために、両者の接合面の形状や大きさを厳密
に管理したり接合面を付加的に表面加工する作業を必須
としない。そして、本発明は、製造に際して特別な設備
や大掛かりな製造設備を必要とせず、また製造する手間
が少なくて量産性も高いことから、経済性が優れてい
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】〔フランジ付き樹脂管状成形体〕 ＜樹脂管状体＞本発明は、基本的には、芯型にプリプレ
グを巻き付けて樹脂管状体を形成させ、次いでこれを加
熱処理に付して該プリプレグを硬化させることからなる
樹脂管状成形体の製造法を利用するものである。なお、
このようにして得られる樹脂管状成形体の製造法自体
は、所謂積層形成管の製造法として公知である。従っ
て、本発明では本願発明の趣旨に反しない限り、積層形
成管の製造において採用された合目的的な任意の変更な
いし改変が付加されることがあることは言うまでもな
い。

【０００９】芯 型 本発明における樹脂管状体を製造する際に使用される芯
型は、熱膨張性のものである。ここで、「熱膨張性」と
は、樹脂管状体の形成およびその後の加熱処理（詳細後
記）よって芯型の少なくとも外周径が処理前に比べて増
大するこというものである。従って、芯型の外周径のみ
が増大する場合、芯型が中空のものである場合にはその
外周径および内径の両者が増大する場合を包含する。

【００１０】このような熱膨張性の芯型を使用すること
によって、樹脂管状体に対して内側から芯型の熱膨張に
よる圧力を印加することができるので、樹脂管状体の成
形およびこの樹脂管状成形体とフランジ部材との接合を
強固にすることができる。なお、熱膨張性の芯型はこの
ように樹脂管状体に対して内側から熱膨張による圧力を
印加する作用を一つの目的としているので、その熱膨張
性は、樹脂管状体のそれに比べて高いことが必要であ
る。従って、熱膨張性が低くて、樹脂管状体のそれに比
べても低いような芯型（例えば、そのような金属製のも
の）は、本願発明では対象としない。

【００１１】本発明では、このような熱膨張性の芯型と
して合目的的な任意のものを使用することができる。本
発明では、例えば、プリプレグを巻き付け条件、加熱処
理の内容（例えば加熱処理温度、時間）、樹脂管状体の
管径、肉厚、材質等、に応じて適宜決定することができ
る。芯型は、その断面が円形であるものが典型的であり
かつ好ましいが、必ずしも真円である必要はなく、楕円
であっても多角形であってもよい。そして、この芯型
は、その後、樹脂管状成形体から取り出されるので、そ
の取り出しが容易であるもの（即ち、離型性が高いも
の）が好ましい。従って、熱可塑性樹脂のように温度が
低下すると収縮するもの、あるいは樹脂管状成形体との
接着性が低いもの、が好ましい。

【００１２】本発明では、このような熱膨張性の芯型と
して、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、高密度ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアクリレー
ト、フッ素樹脂が特に好ましい。この中でも特に好まし
いものは、ポリメチルペンテン、特に４‐メチルペンテ
ン‐１、である。代表的なものとしては、「ＴＰＸ」の
ブランドで三井石油化学工業社より販売されているもの
がある。

【００１３】プリプレグ 本発明でのプリプレグ自体は、従来この種の積層形成管
の製造において用いられてきたものと本質的には相違し
ない。例えば、熱硬化性樹脂および繊維質資材からなる
プリプレグは、本発明でのプリプレグに包含されるもの
もである。繊維質資材に熱硬化性樹脂を含浸させたもの
は特に好ましい一つの具体例である。

【００１４】本発明におけるプリプレグに使用される樹
脂としては、例えば、各種の熱硬化性樹脂、好ましく
は、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹
脂、フラン樹脂、がある。特に好ましいものとしては、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹
脂等がある。

【００１５】一方、繊維質資材も従来用いられてきたも
のと本質的には相違しない。本発明では、好ましくは、
例えば、炭素繊維、ガラス繊維、炭化珪素繊維、ボロン
繊維、アラミド繊維などを用いることができる。繊維質
資材は、繊維を一方向に引き揃えたシート状或いは織物
状、編物状、組紐状のような連続繊維から形成されたも
の、或いは短繊維をシート状に形成したペーパー状のも
のが使用される。又、これらの繊維はその表面を処理し
て樹脂との接着性を向上させたものが特に適する。繊維
配向、プリプレグの厚さ等は、目的とする樹脂管状体に
応じて適宜選択される。

【００１６】＜プリプレグ巻き付け（樹脂管状体の形
成）＞本発明では、上記のような熱膨張性の芯型にプリ
プレグを巻き付けて樹脂管状体を成形する。従来公知の
積層形成管の製造では、プリプレグを適度に加熱して軟
化状態にし、芯型に加圧しながら巻き付け圧着して一体
化することが行われることがある。本発明でもこのよう
な巻付け方法を必要に応じて採用することができる。そ
の際に用いられる具体的装置および巻き付け方法も合目
的的な任意のものを採用することができる。例えば、軟
化状態にするための加熱は、加熱ロールによって行なう
ことができ、プリプレグ巻き付けをより確実にするため
に圧力ロールを必要に応じて設けることができる。

【００１７】本発明では、上記プリプレグの巻き付けを
樹脂管状体の外周径が該樹脂管状体の片端部または両端
部から中央部方向に向けて増大するように行う。プリプ
レグの巻き付け回数も、目的成形体の仕様に合わせて適
宜決定することができる。

【００１８】このようにプリプレグの巻き付けを樹脂管
状体の外周径が該樹脂管状の片端部または両端部から中
央部方向に向けて増大するように行なう方法として、好
ましいものとしては、例えば、樹脂管状体の片端部また
は両端部から樹脂管状体の中央部方向に向けてプリプレ
グの巻き付け回数を増加させることによる方法がある。
これは、巻き付けるプリプレグとして、それを巻き付け
るにつれて該プリプレグの樹脂管状体軸方向の長さが除
々に減少するものを用いることによって、容易に実現す
ることができる。

【００１９】このようにして形成させた樹脂管状体に
は、それを加熱処理に付すまでの任意の段階において
（特に、フランジ部材の挿入後、加熱処理に付す前の段
階が好ましい）、熱収縮性テープを巻き付けることがで
きる。熱収縮性テープは、本願発明での加熱処理におけ
る温度範囲で熱収縮性が発現するものであれば任意のも
のでありえる。例えばシリコムゴムであってもよい。

【００２０】＜フランジ部材の挿入＞フランジ部材は、
該樹脂管状体の端部から挿入し、この挿入したフランジ
部材を樹脂管状体の中央部方向に向けて挿入可能な位置
まで移動させる。樹脂管状体の外周径は該樹脂管状体の
片端部または両端部から中央部方向にむけて増大してい
るから、該樹脂管状体の端部から挿入したフランジ部材
を中央部方向にむけて移動させることによって、樹脂管
状体とフランジ部材との密着固定を強固にすることがで
き、したがって樹脂管状体とフランジ部材の両者の接合
面の形状や大きさを厳密に管理する必要が無くなる。

【００２１】このフランジ部材移動の際の移動量は、樹
脂管状体の外周径の増大の程度およびフランジ部材の接
合面の大きさ、その他、の状況に応じて定まる。フラン
ジ部材の移動によって樹脂管状体の少なくとも外周面の
一部が変形ないしうねりが生じることがあるが、そのよ
うなものも本願発明の一例ということができる。フラン
ジ部材の挿入およびその移動の時期は、プリプレグの巻
き付けが完全に終了したあとでも、巻き付け途中であっ
てもよい。

【００２２】フランジ部材は、樹脂管状体との密着固定
が充分に強固であるという条件が満たされる限りにおい
て（従って、樹脂管状体との接合部の形状／大きさは、
樹脂管状体のフランジ部材を設ける位置の外周面の形状
／大きさと実質的に同じであるのがふつうである）、任
意の材質（プリプレグ用材料と同種類のものであっても
異なっていてももよい（例えば金属））、形状／大きさ
のものでありうる（ただし、フランジ部材の樹脂管状体
との接合面の内径の大きさが樹脂管状体の最大外周径を
超過することはない）。なお、フランジを設ける位置な
らびに角度、その他、は目的とするフランジ付き樹脂管
状成形体の仕様に合わせ適宜決定することができること
は言うまでない。フランジ部材には、樹脂管状体へ挿入
する前に、適当な加工（例えば、孔開け、研磨、着色
等）を施こすことができる。

【００２３】本発明では、所定のフランジ部材を別途用
意しておくことができる。したがって、樹脂管状体上で
フランジ部分を形成させる方法に比べて、製造作業が極
めて容易でありかつ量産性および経済性が著しく向上し
ている。そして、フランジ部の外部形状や素材について
の選択の自由性が広がる。なお、本発明においても、必
要に応じて、フランジ部材を樹脂管状体へ挿入した後、
あるいはそれを熱処理によって接着させた後に、加工を
施こすことができることは言うまでもない。

【００２４】＜加熱処理＞本発明では、フランジ部材を
樹脂管状体の外周面に密着固定させたものを、加熱処理
に付して上記プリプレグの硬化およびフランジ部材の接
着を同時に行なう。加熱は、従来の積層形成管の製造の
場合と同様に、加熱炉を用いることができる。なお、上
記の加熱条件は、加熱処理の開始から終了までの間、常
に一定に保たれている必要はなく、処理の途中で変動し
てもよい。また、加熱処理は、必ずしも一回である必要
はなく、複数回であってもよい。

【００２５】このような加熱処理によって、芯型が熱膨
張性して樹脂管状体に対して内側から圧力を与えて樹脂
管状体の成形およびの樹脂管状成形体とフランジ部材と
の接合を強固にするとともに、プリプレグの硬化および
フランジ部材の接着が行われる。熱収縮性テープを樹脂
管状体に巻き付けた場合には、加熱処理によって熱収縮
性テープが収縮することによって樹脂管状体の締付けが
行われる。

【００２６】＜後処理＞上記のような加熱処理を経て製
造されたフランジ付き樹脂管状成形体は、それを放置す
ることによって、あるいは積極的に冷却処理に付すこと
によって、冷却する。芯型の除去ないし引き抜きならび
に熱収縮性テープの除去は、冷却によってある程度温度
が低下した以降に行なうのが普通である。

【００２７】必要に応じ、樹脂管状成形体それ自体およ
び（または）フランジ部について、適当な後処理ないし
二次加工（例えば、孔開け、研磨、着色、他の部材の接
着、切断等）を行なうことができる。接着させたフラン
ジ部にそって切断を行なえば、端部にフランジを有する
樹脂管状成形体を得ることができる。

【００２８】

【実施例】以下は、本発明によるフランジ付き樹脂管状
成形体の製造法の好ましい具体例の概要について、図面
を参照しながら記載するものである。

【００２９】図１は、芯型１にプリプレグ２を巻き付け
て樹脂管状体３を形成させている途中の様子を、樹脂管
状体３の軸方向に直交する方向から示した図である。こ
こでは、芯型１の左方向への回転に応じて、樹脂プリプ
レグ２を繰り出し、加熱ロール４によって樹脂プリプレ
グ２を加熱し、加圧ロール６によって樹脂管状体３にプ
リプレグ２を圧着させ、その後、加熱ロール５による加
熱および圧着が行われている。なお、本発明において
は、加熱ロール４、５、および加圧ロール６は必須の要
件ではない。

【００３０】図２は、芯型１にプリプレグ２を巻き付け
て樹脂管状体３を形成させている途中の様子を、樹脂管
状体３の軸方向に並行する方向から示した図である。こ
の場合、プリプレグ２は、巻き付けるにつれて樹脂管状
体軸方向の長さｍが除々に減少する形状のものである。
このようなプリプレグ２を使用した結果として、樹脂管
状体３の端部Ａから樹脂管状体３の中央部Ｂ方向に向け
てプリプレグの巻き付け回数が増加して、樹脂管状体３
の外周径が樹脂管状体の端部ＡのそれＡｎから中央部方
向に向けてＢｎに増大している。尚、本図には、加熱ロ
ール４および５、加圧ロール６は図示されていない。

【００３１】図３は、図２の状態を経て形成された樹脂
管状体３に、フランジ部材７を該樹脂管状体３の端部Ａ
から挿入し中央部方向に向けて移動させて該樹脂管状体
３の外周面に密着固定させた状態を示すものである。こ
の図には、フランジ部材７の移動によって樹脂管状体３
の外周面の一部が変形８およびうねり９が生じている。
このような変形８およびうねり９は、フランジ部材７の
密着固定の向上に寄与する。

【００３２】このようなフランジ部材７が密着固定され
た樹脂管状体３は、加熱処理に付されて、プリプレグの
硬化およびフランジ部材の接着が同時に行なわれて、本
発明によるフランジ付き樹脂管状成形体が製造される。
加熱処理のあとのいずれかの段階において、フランジ７
にそって断面Ｃで樹脂管状成形体を切断すれば、端部に
フランジを有する樹脂管状成形体が得られる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、フランジ部材と樹脂管
状成形体との接合強度が高いフランジ付きの樹脂管状成
形体が容易に得ることができる。また、本発明による方
法は、樹脂管状成形体とフランジ部材との密着性を確保
するために、両者の接合面の形状や大きさを厳密に管理
したり接合面を付加的に表面加工する作業を必須としな
い。そして、本発明は、製造に際して特別な設備や大掛
かりな製造設備を必要とせず、また製造する手間が少な
くて量産性も高いことから、経済性が優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法を樹脂管状体の軸方向に直交
する方向から示す該略図

【図２】本発明による方法樹脂管状体３の軸方向に並行
する方向から示す該略図

【図３】本発明による方法においてフランジ部材７の密
着固定状態を示す該略図

【符号の説明】

１ 芯型 ２ プリプレグ ３ 樹脂管状体 ４ 加熱ロール ５ 加熱ロール ６ 加圧ロール ７ フランジ部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯型にプリプレグを巻き付けて樹脂管状体
   を形成させ、その後、この樹脂管状体にフランジ部材を
   接着させることからなるフランジ付き樹脂管状成形体の
   製造法であって、上記芯型が熱膨張性のものであり、上
   記プリプレグの巻き付けを樹脂管状体の外周径が該樹脂
   管状体の片端部または両端部から中央部方向に向けて増
   大するように行い、次いでフランジ部材を該樹脂管状体
   の端部から挿入し該樹脂管状体中央部方向に向けて移動
   させて該樹脂管状体の外周面に密着固定させたのち、こ
   れらを加熱処理に付して、上記プリプレグの硬化および
   フランジ部材の接着を同時に行なうことを特徴とする、
   フランジ付き樹脂管状成形体の製造法。
2. 【請求項２】プリプレグが、エポキシ樹脂、不飽和ポリ
   エステル樹脂、フェノール樹脂から選ばれる熱硬化性樹
   脂、および炭素繊維、ガラス繊維、炭化珪素繊維、ボロ
   ン繊維、アラミド繊維から選ばれる繊維質資材からなる
   ものである、請求項１に記載のフランジ付き樹脂管状成
   形体の製造法。
3. 【請求項３】芯型が、ポリメチルペンテン、ポリプロピ
   レン、ポリアミド、高密度ポリエチレン、ポリメチルメ
   タクリレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、
   フッ素樹脂から選ばれるものである、請求項１または２
   に記載のフランジ付き樹脂管状成形体の製造法。
4. 【請求項４】樹脂管状体の片端部または両端部から樹脂
   管状体の中央部方向に向けてプリプレグの巻き付け回数
   を増加させることによって、樹脂管状体の外周径を樹脂
   管状体の片端部または両端部から樹脂管状体の中央部方
   向に向けて増大させる、請求項１〜３のいずれか１項に
   記載のフランジ付き樹脂管状成形体の製造法。
5. 【請求項５】プリプレグが、それを巻き付けるにつれて
   該プリプレグの樹脂管状体軸方向の長さが除々に減少す
   る形状のものである、請求項１〜４のいずれか１項に記
   載のフランジ付き樹脂管状成形体の製造法。
6. 【請求項６】樹脂管状体に熱収縮性テープを巻き付けた
   のちに加熱処理を行なう、請求項１〜５のいずれか１項
   に記載のフランジ付き樹脂管状成形体の製造法。