JPH11216726A - フィラメント・ワインディング成形品の製造方法 - Google Patents
フィラメント・ワインディング成形品の製造方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
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- B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
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-
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- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
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- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0809—Fabrics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長尺の成形品でも安価であり、且つ機械的強
度に加えて耐蝕性および電気特性に優れた、高電圧機器
に適用可能なボイドレスのＦＲＰ製品を製造できるフィ
ラメント・ワインディング成形品の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 樹脂含浸工程において、大気圧中で複数
回繰り返して、ドラム２の表面上にガラスロービング３
を通すことによりガラスロービング３に樹脂液７を含浸
する。このような樹脂含浸工程を行うことにより、ガラ
スロービング３の含浸状態を良くし、樹脂液７と空気と
の置換を十分に行って、ボイドレベルを高めて耐蝕性お
よび電気特性の優れたＦＷ成形品６を得ることができ
る。
度に加えて耐蝕性および電気特性に優れた、高電圧機器
に適用可能なボイドレスのＦＲＰ製品を製造できるフィ
ラメント・ワインディング成形品の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 樹脂含浸工程において、大気圧中で複数
回繰り返して、ドラム２の表面上にガラスロービング３
を通すことによりガラスロービング３に樹脂液７を含浸
する。このような樹脂含浸工程を行うことにより、ガラ
スロービング３の含浸状態を良くし、樹脂液７と空気と
の置換を十分に行って、ボイドレベルを高めて耐蝕性お
よび電気特性の優れたＦＷ成形品６を得ることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ックの製造方法において、回転するマンドレルに連続的
に補強繊維材を巻き付けて筒状の繊維強化プラスチック
を製造するフィラメント・ワインディング法に関するも
のであり、特に、回転するドラム上で補強繊維材に樹脂
を含浸するドラム方式に改良を加えたものである。
ックの製造方法において、回転するマンドレルに連続的
に補強繊維材を巻き付けて筒状の繊維強化プラスチック
を製造するフィラメント・ワインディング法に関するも
のであり、特に、回転するドラム上で補強繊維材に樹脂
を含浸するドラム方式に改良を加えたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、機械的な強度や絶縁性に優れ
た素材として繊維強化プラスチック、いわゆるＦＲＰが
様々な分野で広く利用されている。ＦＲＰの製造方法に
はフィラメント・ワインディング（以下、ＦＷと略す）
法や引抜き成形法、あるいは真空含浸法などが知られて
いる。
た素材として繊維強化プラスチック、いわゆるＦＲＰが
様々な分野で広く利用されている。ＦＲＰの製造方法に
はフィラメント・ワインディング（以下、ＦＷと略す）
法や引抜き成形法、あるいは真空含浸法などが知られて
いる。
【０００３】このうち、ＦＷ法とは大気圧中で長尺品の
成形を目的とした製造方法であり、補強繊維材の表面に
含まれる空気と熱硬化性の樹脂との置換を行うことによ
り補強繊維材に樹脂を含浸させつつ、所定の巻き角度で
補強繊維材を連続的にマンドレル（芯金）に巻付けると
いった比較的簡単な方法である。
成形を目的とした製造方法であり、補強繊維材の表面に
含まれる空気と熱硬化性の樹脂との置換を行うことによ
り補強繊維材に樹脂を含浸させつつ、所定の巻き角度で
補強繊維材を連続的にマンドレル（芯金）に巻付けると
いった比較的簡単な方法である。
【０００４】このようなＦＷ法は樹脂の含浸方式の相違
からディッピング方式とドラム方式に大別される。ディ
ッピング方式とは樹脂液を満たした含浸槽内で補強繊維
材に樹脂を含浸する方式であり、ドラム方式とは回転す
るドラム上で補強繊維材に樹脂を含浸する方式である。
これら２つの方式のうち、ディッピング方式は補強繊維
材をおおむね直線的に配置しなくてはならない。そのた
め、含浸槽が大形化するという不具合がある。これに比
べて、ドラム方式はドラム表面の曲面部分に接触させな
がら補強繊維材を通過させるので、含浸槽のコンパクト
化が可能であるといった利点がある。
からディッピング方式とドラム方式に大別される。ディ
ッピング方式とは樹脂液を満たした含浸槽内で補強繊維
材に樹脂を含浸する方式であり、ドラム方式とは回転す
るドラム上で補強繊維材に樹脂を含浸する方式である。
これら２つの方式のうち、ディッピング方式は補強繊維
材をおおむね直線的に配置しなくてはならない。そのた
め、含浸槽が大形化するという不具合がある。これに比
べて、ドラム方式はドラム表面の曲面部分に接触させな
がら補強繊維材を通過させるので、含浸槽のコンパクト
化が可能であるといった利点がある。
【０００５】ＦＷ法では、前述のいずれの方式において
も、樹脂を含浸した後は、補強繊維材をマンドレルに巻
き付けて巻取り品を作り、この巻取り品を硬化させ、脱
芯を行う。このような手順を経て製造したＦＷ成形品
は、水道管や貯蔵タンク・宇宙航空機など機械的強度が
必要とされる構造物として広く使用されている。
も、樹脂を含浸した後は、補強繊維材をマンドレルに巻
き付けて巻取り品を作り、この巻取り品を硬化させ、脱
芯を行う。このような手順を経て製造したＦＷ成形品
は、水道管や貯蔵タンク・宇宙航空機など機械的強度が
必要とされる構造物として広く使用されている。
【０００６】また、真空含浸法とは真空雰囲気中で樹脂
を含浸することにより、ボイドレスのＦＲＰを製造する
方法である。真空含浸法ではまずガラスクロス（具体的
には幅１ｍ程度）を金型に巻付け、この金型全体を真空
タンク内にセットする。そして、真空ポンプにより真空
タンク内の気圧を１Ｔｏｒｒ以下に減圧する。この状態
下で、真空雰囲気中にガラスクロス上に樹脂を滴下し、
ガラスクロスに樹脂を含浸する。こうして樹脂を含浸し
た後、型全体を加圧タンク（オートクレーブ）に移動さ
せ、３０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇの圧力で加圧硬化し、離型を
行うことにより、ボイドレスのＦＲＰを製造することが
できる。このようなボイドレスＦＲＰは、機械的強度だ
けではなく、耐蝕性や電気特性も優れている。そのた
め、ボイドレスＦＲＰの用途としては高電圧機器が最適
である。
を含浸することにより、ボイドレスのＦＲＰを製造する
方法である。真空含浸法ではまずガラスクロス（具体的
には幅１ｍ程度）を金型に巻付け、この金型全体を真空
タンク内にセットする。そして、真空ポンプにより真空
タンク内の気圧を１Ｔｏｒｒ以下に減圧する。この状態
下で、真空雰囲気中にガラスクロス上に樹脂を滴下し、
ガラスクロスに樹脂を含浸する。こうして樹脂を含浸し
た後、型全体を加圧タンク（オートクレーブ）に移動さ
せ、３０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇの圧力で加圧硬化し、離型を
行うことにより、ボイドレスのＦＲＰを製造することが
できる。このようなボイドレスＦＲＰは、機械的強度だ
けではなく、耐蝕性や電気特性も優れている。そのた
め、ボイドレスＦＲＰの用途としては高電圧機器が最適
である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のＦＷ
法や真空含浸法には次のような問題点があった。すなわ
ち、ＦＷ法では樹脂含浸工程を全て大気圧中で行うた
め、樹脂を含浸する際に、補強繊維材や樹脂が大気中の
空気を抱込んでしまい、空気と樹脂との置換を十分に行
うことができなかった。したがって、製造されたＦＷ成
形品中に微細なボイドが多数含まれることになった。こ
の結果、ＦＷ成形品では耐蝕性や電気特性が悪くなり、
高電圧機器への適用といった電気的な用途には不向きで
あるとされていた。
法や真空含浸法には次のような問題点があった。すなわ
ち、ＦＷ法では樹脂含浸工程を全て大気圧中で行うた
め、樹脂を含浸する際に、補強繊維材や樹脂が大気中の
空気を抱込んでしまい、空気と樹脂との置換を十分に行
うことができなかった。したがって、製造されたＦＷ成
形品中に微細なボイドが多数含まれることになった。こ
の結果、ＦＷ成形品では耐蝕性や電気特性が悪くなり、
高電圧機器への適用といった電気的な用途には不向きで
あるとされていた。
【０００８】一方、真空含浸法では樹脂含浸工程を真空
タンク、硬化工程を加圧タンク中で実施するため、製造
コストが高くなり、成形品が非常に高価なものとなっ
た。特に、真空含浸法にて長尺品の成形を行うと、成形
品のサイズに伴って真空タンクや加圧タンクが大形化す
るので、経済的に不利であった。
タンク、硬化工程を加圧タンク中で実施するため、製造
コストが高くなり、成形品が非常に高価なものとなっ
た。特に、真空含浸法にて長尺品の成形を行うと、成形
品のサイズに伴って真空タンクや加圧タンクが大形化す
るので、経済的に不利であった。
【０００９】本発明は、上記の問題点を解消するために
提案されたものであり、その目的は、長尺の成形品でも
安価であり、且つ機械的強度に加えて耐蝕性および電気
特性に優れた、高電圧機器に適用可能なボイドレスのＦ
ＲＰ製品を製造できるフィラメント・ワインディング成
形品の製造方法を提供することにある。
提案されたものであり、その目的は、長尺の成形品でも
安価であり、且つ機械的強度に加えて耐蝕性および電気
特性に優れた、高電圧機器に適用可能なボイドレスのＦ
ＲＰ製品を製造できるフィラメント・ワインディング成
形品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】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、樹脂液を満たした含浸槽と、
前記含浸槽内の前記樹脂液が少なくとも表面に接触する
ように配置された回転自在なドラムと、前記ドラムに隣
接して配置された回転自在なマンドレルとを備え、補強
繊維材を前記含浸槽内の前記樹脂液に浸漬させることな
く前記ドラムの表面上に通過させ、前記ドラムが回転す
ることによりドラム表面上で前記樹脂を前記補強繊維材
に含浸する含浸工程を行い、続いて前記樹脂が含浸され
た補強繊維材を回転する前記マンドレルに連続的に巻き
付けて巻き取り品を作る巻き取り工程を行い、更に前記
巻き取り品を硬化させた後に前記マンドレルの脱芯を行
う硬化脱芯工程を経て、繊維強化プラスチック製の絶縁
体であるフィラメント・ワインディング成形品を製造す
る方法であって、前記含浸工程において、大気圧中で複
数回繰り返して前記ドラムの表面上で前記補強繊維材を
通すことによって前記補強繊維材に前記樹脂を含浸する
ことを特徴とする。
めに、請求項１の発明は、樹脂液を満たした含浸槽と、
前記含浸槽内の前記樹脂液が少なくとも表面に接触する
ように配置された回転自在なドラムと、前記ドラムに隣
接して配置された回転自在なマンドレルとを備え、補強
繊維材を前記含浸槽内の前記樹脂液に浸漬させることな
く前記ドラムの表面上に通過させ、前記ドラムが回転す
ることによりドラム表面上で前記樹脂を前記補強繊維材
に含浸する含浸工程を行い、続いて前記樹脂が含浸され
た補強繊維材を回転する前記マンドレルに連続的に巻き
付けて巻き取り品を作る巻き取り工程を行い、更に前記
巻き取り品を硬化させた後に前記マンドレルの脱芯を行
う硬化脱芯工程を経て、繊維強化プラスチック製の絶縁
体であるフィラメント・ワインディング成形品を製造す
る方法であって、前記含浸工程において、大気圧中で複
数回繰り返して前記ドラムの表面上で前記補強繊維材を
通すことによって前記補強繊維材に前記樹脂を含浸する
ことを特徴とする。
【００１１】以上のような請求項１の発明では、複数回
繰り返して、ドラム表面上で補強繊維材に樹脂を含浸す
るため、補強繊維材の含浸状態が良くなり、補強繊維材
や樹脂が大気中の空気を抱込むことがなく、空気と樹脂
との置換を十分に行うことができる。したがって、微細
なボイドの発生を抑えることが可能となり、耐蝕性、電
気特性および機械的強度に優れ、長尺品であっても安価
なボイドレスのＦＷ成形品を製造することができる。
繰り返して、ドラム表面上で補強繊維材に樹脂を含浸す
るため、補強繊維材の含浸状態が良くなり、補強繊維材
や樹脂が大気中の空気を抱込むことがなく、空気と樹脂
との置換を十分に行うことができる。したがって、微細
なボイドの発生を抑えることが可能となり、耐蝕性、電
気特性および機械的強度に優れ、長尺品であっても安価
なボイドレスのＦＷ成形品を製造することができる。
【００１２】請求項２の発明は、樹脂液を満たした含浸
槽と、前記含浸槽内の前記樹脂液が少なくとも表面に接
触するように配置された回転自在なドラムと、前記ドラ
ムに隣接して配置された回転自在なマンドレルとを備
え、補強繊維材を前記含浸槽内の前記樹脂液に浸漬させ
ることなく前記ドラムの表面上に通過させ、前記ドラム
が回転することによりドラム表面上で前記樹脂を前記補
強繊維材に含浸する含浸工程を行い、続いて前記樹脂が
含浸された補強繊維材を回転する前記マンドレルに連続
的に巻き付けて巻き取り品を作る巻き取り工程を行い、
更に前記巻き取り品を硬化させた後に前記マンドレルの
脱芯を行う硬化脱芯工程を経て、繊維強化プラスチック
製の絶縁体であるフィラメント・ワインディング成形品
を製造する方法であって、前記含浸工程において、前記
ドラム表面上で前記樹脂を前記補強繊維材に含浸する際
に発生する気泡を、前記含浸槽内の前記樹脂液に入れな
いようにしたことを特徴とする。
槽と、前記含浸槽内の前記樹脂液が少なくとも表面に接
触するように配置された回転自在なドラムと、前記ドラ
ムに隣接して配置された回転自在なマンドレルとを備
え、補強繊維材を前記含浸槽内の前記樹脂液に浸漬させ
ることなく前記ドラムの表面上に通過させ、前記ドラム
が回転することによりドラム表面上で前記樹脂を前記補
強繊維材に含浸する含浸工程を行い、続いて前記樹脂が
含浸された補強繊維材を回転する前記マンドレルに連続
的に巻き付けて巻き取り品を作る巻き取り工程を行い、
更に前記巻き取り品を硬化させた後に前記マンドレルの
脱芯を行う硬化脱芯工程を経て、繊維強化プラスチック
製の絶縁体であるフィラメント・ワインディング成形品
を製造する方法であって、前記含浸工程において、前記
ドラム表面上で前記樹脂を前記補強繊維材に含浸する際
に発生する気泡を、前記含浸槽内の前記樹脂液に入れな
いようにしたことを特徴とする。
【００１３】以上のような請求項２の発明では、ドラム
表面上で樹脂を補強繊維材に含浸する際に気泡が発生す
るが、この気泡を含浸槽内の樹脂液に入れないようにし
たので、補強繊維材が樹脂液中の気泡に接触してこれを
抱込む頻度が減り、空気と樹脂との置換を十分に行うこ
とができる。したがって、上記請求項１の発明と同様、
微細なボイドの発生を抑えて、耐蝕性、電気特性および
機械的強度に優れたボイドレスのＦＷ成形品を安価に製
造することができる。
表面上で樹脂を補強繊維材に含浸する際に気泡が発生す
るが、この気泡を含浸槽内の樹脂液に入れないようにし
たので、補強繊維材が樹脂液中の気泡に接触してこれを
抱込む頻度が減り、空気と樹脂との置換を十分に行うこ
とができる。したがって、上記請求項１の発明と同様、
微細なボイドの発生を抑えて、耐蝕性、電気特性および
機械的強度に優れたボイドレスのＦＷ成形品を安価に製
造することができる。
【００１４】請求項３の発明は、請求項２記載のフィラ
メント・ワインディング成形品の製造方法において、前
記含浸槽から前記気泡をかき出すことを特徴とする。
メント・ワインディング成形品の製造方法において、前
記含浸槽から前記気泡をかき出すことを特徴とする。
【００１５】このような請求項３の発明では、含浸槽内
の樹脂液が多量の気泡を含んだとしても、この気泡を含
浸槽の外へかき出すので、補強繊維材が樹脂液中の気泡
に接触することがなくなり、空気と樹脂との置換を確実
に行うことができる。
の樹脂液が多量の気泡を含んだとしても、この気泡を含
浸槽の外へかき出すので、補強繊維材が樹脂液中の気泡
に接触することがなくなり、空気と樹脂との置換を確実
に行うことができる。
【００１６】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載のフィラメント・ワインディング成形品の製造方法
において、前記補強繊維材が前記ドラム表面上を接触し
ながら通過することにより前記ドラムが回転することを
特徴とする。このような請求項４の発明では、補強繊維
材がドラム表面上を接触する力を利用してドラムを回転
させるので、ドラムを回転させるための駆動源が不要と
なり、構成の簡略化を進めることができる。
記載のフィラメント・ワインディング成形品の製造方法
において、前記補強繊維材が前記ドラム表面上を接触し
ながら通過することにより前記ドラムが回転することを
特徴とする。このような請求項４の発明では、補強繊維
材がドラム表面上を接触する力を利用してドラムを回転
させるので、ドラムを回転させるための駆動源が不要と
なり、構成の簡略化を進めることができる。
【００１７】請求項５の発明は、請求項１、２または３
記載のフィラメント・ワインディング成形品の製造方法
において、前記ドラム自体が回転することを特徴とす
る。このような請求項５の発明では、ドラム自体が回転
するので、ドラムの表面上に補強繊維材をスムーズに通
過させることができる。
記載のフィラメント・ワインディング成形品の製造方法
において、前記ドラム自体が回転することを特徴とす
る。このような請求項５の発明では、ドラム自体が回転
するので、ドラムの表面上に補強繊維材をスムーズに通
過させることができる。
【００１８】請求項６の発明は、請求項１、２、４また
は５記載のフィラメント・ワインディング成形品の製造
方法において、前記含浸槽が複数個設けられたことを特
徴とする。このような請求項６の発明では、含浸槽を複
数個設けることにより、いっそう確実に補強繊維材に樹
脂を含浸することができる。
は５記載のフィラメント・ワインディング成形品の製造
方法において、前記含浸槽が複数個設けられたことを特
徴とする。このような請求項６の発明では、含浸槽を複
数個設けることにより、いっそう確実に補強繊維材に樹
脂を含浸することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、第１および第２の実施形態を例として、詳細に説明
する。第１の実施形態は請求項１および４の発明に対応
するもので、図１の構成図を参照して説明する。なお、
図２の（ａ）は第１の実施形態によるＦＷ成形品の正面
図、図２の（ｂ）は同側面図、図３は第１の実施形態に
よるＦＷ成形品と真空含浸法で作製したＦＲＰと従来の
ＦＷ成形品の電気特性（耐インパルス試験）のグラフで
ある。また、第２の実施形態は請求項２および３の発明
に対応するものであり、図４の構成図を参照して説明す
る。
て、第１および第２の実施形態を例として、詳細に説明
する。第１の実施形態は請求項１および４の発明に対応
するもので、図１の構成図を参照して説明する。なお、
図２の（ａ）は第１の実施形態によるＦＷ成形品の正面
図、図２の（ｂ）は同側面図、図３は第１の実施形態に
よるＦＷ成形品と真空含浸法で作製したＦＲＰと従来の
ＦＷ成形品の電気特性（耐インパルス試験）のグラフで
ある。また、第２の実施形態は請求項２および３の発明
に対応するものであり、図４の構成図を参照して説明す
る。
【００２０】いずれの実施形態においても、補強繊維材
としてはＥガラスロービング（日東紡績製：ＲＳ１１０
ＲＲ−５２０）が用いられており、引揃え本数は１０本
とされている。なお、補強繊維材としてはＥガラスロー
ビングだけではなく、ガラス繊維全般、カーボン繊維、
アラミド繊維、アルミナ繊維などを用いることが可能で
ある。また、樹脂液にはエポキシ樹脂のＥＰ８２７、硬
化剤には酸無水物系硬化剤のＨＨＰＡ、促進剤にはアミ
ン系促進剤のＫ６１Ｂが使用されており、樹脂温度は５
０〜６０℃に設定されている。
としてはＥガラスロービング（日東紡績製：ＲＳ１１０
ＲＲ−５２０）が用いられており、引揃え本数は１０本
とされている。なお、補強繊維材としてはＥガラスロー
ビングだけではなく、ガラス繊維全般、カーボン繊維、
アラミド繊維、アルミナ繊維などを用いることが可能で
ある。また、樹脂液にはエポキシ樹脂のＥＰ８２７、硬
化剤には酸無水物系硬化剤のＨＨＰＡ、促進剤にはアミ
ン系促進剤のＫ６１Ｂが使用されており、樹脂温度は５
０〜６０℃に設定されている。
【００２１】（１）第１の実施形態 図１に示すように、第１の実施形態では樹脂液７を満た
した含浸槽１が複数配置されており、各含浸槽１には樹
脂液７の液面を回転するドラム２が設置されている。こ
のような第１の実施形態では次のようにしてＦＲＰ絶縁
筒であるＦＷ成形品を製造している。
した含浸槽１が複数配置されており、各含浸槽１には樹
脂液７の液面を回転するドラム２が設置されている。こ
のような第１の実施形態では次のようにしてＦＲＰ絶縁
筒であるＦＷ成形品を製造している。
【００２２】樹脂含浸工程 まず、ガラスロービング３を０．１〜３０ｍ／ｍｉｎの
糸速度、好ましくは０．５〜２０ｍ／ｍｉｎの糸速度で
ドラム２表面に接触させながら引出す。ガラスロービン
グ３とドラム２との接触面に発生する力によってドラム
３が回転し、樹脂液７が付着したドラム２表面がガラス
ロービング３と接触することによりガラスロービング３
に樹脂液７を含浸させる。その際、ドラム２の表面に付
着する樹脂液７の量はガラスロービング３の番手に合わ
せて適宜調節する。
糸速度、好ましくは０．５〜２０ｍ／ｍｉｎの糸速度で
ドラム２表面に接触させながら引出す。ガラスロービン
グ３とドラム２との接触面に発生する力によってドラム
３が回転し、樹脂液７が付着したドラム２表面がガラス
ロービング３と接触することによりガラスロービング３
に樹脂液７を含浸させる。その際、ドラム２の表面に付
着する樹脂液７の量はガラスロービング３の番手に合わ
せて適宜調節する。
【００２３】第１の実施の形態では、複数回繰り返し
て、ドラム２の表面上にガラスロービング３を通すこと
でガラスロービング３に樹脂液７を含浸することを特徴
としている。このような樹脂含浸工程では真空処理は一
切行わず、全て大気圧中で含浸を実施している。
て、ドラム２の表面上にガラスロービング３を通すこと
でガラスロービング３に樹脂液７を含浸することを特徴
としている。このような樹脂含浸工程では真空処理は一
切行わず、全て大気圧中で含浸を実施している。
【００２４】巻取り工程 複数のドラム２を通過して樹脂液７が十分に含浸された
ガラスロービング３を、回転するマンドレル４に連続的
に巻き付けて、外径２５０×内径２３０×全長１０００
ｍｍという巻取り品５を作る。
ガラスロービング３を、回転するマンドレル４に連続的
に巻き付けて、外径２５０×内径２３０×全長１０００
ｍｍという巻取り品５を作る。
【００２５】硬化・脱芯工程 樹脂液７を硬化させる際にも、加圧効果を行わず、大気
圧中で１００℃で２時間、さらに１３０℃で３時間硬化
させる。その後、マンドレル４の脱芯を行うことによ
り、図２（ａ），（ｂ）に示すようなＦＷ成形品６を製
造することができる。
圧中で１００℃で２時間、さらに１３０℃で３時間硬化
させる。その後、マンドレル４の脱芯を行うことによ
り、図２（ａ），（ｂ）に示すようなＦＷ成形品６を製
造することができる。
【００２６】以上のような第１の実施形態では、複数回
繰り返して、ドラム２上でガラスロービング３に樹脂液
７を含浸するので、ガラスロービング３の含浸状態が良
くなり、ガラスロービング３および樹脂液７が大気中の
空気を抱込むことがない。したがって、空気と樹脂液７
との置換を十分に行うことが可能となり、微細なボイド
の発生を抑えることができる。
繰り返して、ドラム２上でガラスロービング３に樹脂液
７を含浸するので、ガラスロービング３の含浸状態が良
くなり、ガラスロービング３および樹脂液７が大気中の
空気を抱込むことがない。したがって、空気と樹脂液７
との置換を十分に行うことが可能となり、微細なボイド
の発生を抑えることができる。
【００２７】具体的にはＦＷ成形品６のボイド含有率
（ＪＩＳ−Ｋ−７０５３に準ずる）は１ｗｔ％以下であ
り、従来のＦＷ成形品のボイド含有率が４．５〜５．０
ｗｔ％であることを比べて、極めて優れたボイドレベル
を確保することができる。この結果、図３に示すよう
に、真空含浸法で作製したＦＲＰと同等の電気特性（耐
インパルス試験）を獲得することができる。
（ＪＩＳ−Ｋ−７０５３に準ずる）は１ｗｔ％以下であ
り、従来のＦＷ成形品のボイド含有率が４．５〜５．０
ｗｔ％であることを比べて、極めて優れたボイドレベル
を確保することができる。この結果、図３に示すよう
に、真空含浸法で作製したＦＲＰと同等の電気特性（耐
インパルス試験）を獲得することができる。
【００２８】上記の第１の実施形態によれば、ＦＷ法の
採用により長尺の成形品でも安価に製造可能である。し
かも、優れたボイドレベルを確保できるので、耐蝕性、
電気特性および機械的強度が向上し、機械的強度が必要
とされる構造物だけでなく、高電圧機器にも適用可能な
ＦＷ成形品を製造することができる。さらに、第１の実
施形態においては、ガラスロービング３がドラム２表面
上を接触する力を利用してドラム２を回転させている。
そのため、ドラム２を回転させるための駆動源が必要な
く、構成の簡略化が可能である。
採用により長尺の成形品でも安価に製造可能である。し
かも、優れたボイドレベルを確保できるので、耐蝕性、
電気特性および機械的強度が向上し、機械的強度が必要
とされる構造物だけでなく、高電圧機器にも適用可能な
ＦＷ成形品を製造することができる。さらに、第１の実
施形態においては、ガラスロービング３がドラム２表面
上を接触する力を利用してドラム２を回転させている。
そのため、ドラム２を回転させるための駆動源が必要な
く、構成の簡略化が可能である。
【００２９】（２）第２の実施形態 図４に示すように、第２の実施形態では含浸槽１にスク
レーパ８および受け皿９が配置されており、樹脂含浸工
程において、含浸槽１から気泡を含んだ樹脂液７をスク
レーパ８によりかき取り、受け皿９から含浸槽１の外へ
出すことを特徴としている。なお、巻取り工程および硬
化・脱芯工程は上記第１の実施形態と同様である。
レーパ８および受け皿９が配置されており、樹脂含浸工
程において、含浸槽１から気泡を含んだ樹脂液７をスク
レーパ８によりかき取り、受け皿９から含浸槽１の外へ
出すことを特徴としている。なお、巻取り工程および硬
化・脱芯工程は上記第１の実施形態と同様である。
【００３０】このような第２の実施形態では、含浸終了
後など含浸槽１内の樹脂液７が多量の気泡を含んでいる
場合に、スクレーパ８および受け皿９がこの気泡を含浸
槽１から槽外へとかき出すことができる。そのため、ガ
ラスロービング３が樹脂液７中の気泡に接触してこれを
抱込むことを防止できる。したがって、上記第１の実施
形態と同じく、微細なボイドの発生を抑えて、耐蝕性、
電気特性および機械的強度に優れたボイドレスのＦＷ成
形品６を低コストで製造することができ、ＦＷ成形品６
を高電圧機器に適用することができる。
後など含浸槽１内の樹脂液７が多量の気泡を含んでいる
場合に、スクレーパ８および受け皿９がこの気泡を含浸
槽１から槽外へとかき出すことができる。そのため、ガ
ラスロービング３が樹脂液７中の気泡に接触してこれを
抱込むことを防止できる。したがって、上記第１の実施
形態と同じく、微細なボイドの発生を抑えて、耐蝕性、
電気特性および機械的強度に優れたボイドレスのＦＷ成
形品６を低コストで製造することができ、ＦＷ成形品６
を高電圧機器に適用することができる。
【００３１】（３）他の実施形態 本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、熱
硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂以外にも、ポリエステ
ル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂などを使用することができる。また、硬化剤や硬
化促進剤は使用する熱硬化性樹脂の種類によって任意に
選定することができ、本発明の目的に反しない範囲にお
いて、あるいは、必要に応じて、脱泡剤、潤滑剤、シラ
ンカップリン剤などの他の成分を添加、配合することが
可能である。
硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂以外にも、ポリエステ
ル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂などを使用することができる。また、硬化剤や硬
化促進剤は使用する熱硬化性樹脂の種類によって任意に
選定することができ、本発明の目的に反しない範囲にお
いて、あるいは、必要に応じて、脱泡剤、潤滑剤、シラ
ンカップリン剤などの他の成分を添加、配合することが
可能である。
【００３２】さらに、要求されるボイドレベル、電気特
性、機械特性に応じて、補強繊維材の繊維径、引き揃え
本数、番手なども任意に選定することができる。また、
マンドレルの形状を変えることにより、円筒状、円錐
状、多角状、楕円状など様々な形状のＦＷ成形品を得る
ことも可能である。また、請求項４の発明に対応する実
施形態として、ドラム自体が回転することを特徴とした
製造方法も包含する。このような実施形態によれば、補
強繊維材をスムーズに通過させることができる。
性、機械特性に応じて、補強繊維材の繊維径、引き揃え
本数、番手なども任意に選定することができる。また、
マンドレルの形状を変えることにより、円筒状、円錐
状、多角状、楕円状など様々な形状のＦＷ成形品を得る
ことも可能である。また、請求項４の発明に対応する実
施形態として、ドラム自体が回転することを特徴とした
製造方法も包含する。このような実施形態によれば、補
強繊維材をスムーズに通過させることができる。
【００３３】なお、上記実施形態では含浸槽を２個設け
たものについて図示説明したが、含浸槽は２個に限るこ
となく３個以上設けても良い。このような実施形態によ
れば、補強繊維材への樹脂含浸回数を増やすことができ
るため、いっそう確実に補強繊維材に樹脂を含浸するこ
とができる。
たものについて図示説明したが、含浸槽は２個に限るこ
となく３個以上設けても良い。このような実施形態によ
れば、補強繊維材への樹脂含浸回数を増やすことができ
るため、いっそう確実に補強繊維材に樹脂を含浸するこ
とができる。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のフィラメント・ワインディング成形品の製造方法によ
れば、大気圧中で複数回繰り返して補強繊維材に樹脂を
含浸することにより、長尺の成形品でも安価であり、且
つ機械的強度に加えて耐蝕性および電気特性に優れた、
高電圧機器に適用可能なボイドレスのＦＲＰ製品を製造
することができる。
のフィラメント・ワインディング成形品の製造方法によ
れば、大気圧中で複数回繰り返して補強繊維材に樹脂を
含浸することにより、長尺の成形品でも安価であり、且
つ機械的強度に加えて耐蝕性および電気特性に優れた、
高電圧機器に適用可能なボイドレスのＦＲＰ製品を製造
することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の構成図
【図２】第１の実施形態によるＦＷ成形品の正面図、図
２の（ｂ）は同側面図
２の（ｂ）は同側面図
【図３】第１の実施形態によるＦＷ成形品と真空含浸法
で作製したＦＲＰと従来のＦＷ成形品の電気特性（耐イ
ンパルス試験）のグラフ
で作製したＦＲＰと従来のＦＷ成形品の電気特性（耐イ
ンパルス試験）のグラフ
【図４】第２の実施形態の構成図
１…含浸槽 ２…ドラム ３…ガラスロービング ４…マンドレル ５…巻取り品 ６…ＦＷ成形品 ７…樹脂液 ８…スクレーパ ９…受け皿
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島上 圭祐 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 蝦名 雅彦 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 南条 尚志 東京都北区志茂４−22−２ (72)発明者 佐藤 茂 福島県郡山市緑町９−17
Claims (6)
- 【請求項１】 樹脂液を満たした含浸槽と、前記含浸槽
内の前記樹脂液が少なくとも表面に接触するように配置
された回転自在なドラムと、前記ドラムに隣接して配置
された回転自在なマンドレルとを備え、補強繊維材を前
記含浸槽内の前記樹脂液に浸漬させることなく前記ドラ
ムの表面上に通過させ、前記ドラムが回転することによ
りドラム表面上で前記樹脂を前記補強繊維材に含浸する
含浸工程を行い、続いて前記樹脂が含浸された補強繊維
材を回転する前記マンドレルに連続的に巻き付けて巻き
取り品を作る巻き取り工程を行い、更に前記巻き取り品
を硬化させた後に前記マンドレルの脱芯を行う硬化脱芯
工程を経て、繊維強化プラスチック製の絶縁体であるフ
ィラメント・ワインディング成形品を製造する方法であ
って、 前記含浸工程において、大気圧中で複数回繰り返して前
記ドラムの表面上で前記補強繊維材を通すことによって
前記補強繊維材に前記樹脂を含浸することを特徴とする
フィラメント・ワインディング成形品の製造方法。 - 【請求項２】 樹脂液を満たした含浸槽と、前記含浸槽
内の前記樹脂液が少なくとも表面に接触するように配置
された回転自在なドラムと、前記ドラムに隣接して配置
された回転自在なマンドレルとを備え、補強繊維材を前
記含浸槽内の前記樹脂液に浸漬させることなく前記ドラ
ムの表面上に通過させ、前記ドラムが回転することによ
りドラム表面上で前記樹脂を前記補強繊維材に含浸する
含浸工程を行い、続いて前記樹脂が含浸された補強繊維
材を回転する前記マンドレルに連続的に巻き付けて巻き
取り品を作る巻き取り工程を行い、更に前記巻き取り品
を硬化させた後に前記マンドレルの脱芯を行う硬化脱芯
工程を経て、繊維強化プラスチック製の絶縁体であるフ
ィラメント・ワインディング成形品を製造する方法であ
って、 前記含浸工程において、前記ドラム表面上で前記樹脂を
前記補強繊維材に含浸する際に発生する気泡を、前記含
浸槽内の前記樹脂液に入れないようにしたことを特徴と
するフィラメント・ワインディング成形品の製造方法。 - 【請求項３】 前記含浸槽から前記気泡をかき出すこと
を特徴とする請求項２記載のフィラメント・ワインディ
ング成形品の製造方法。 - 【請求項４】 前記補強繊維材が前記ドラム表面上を接
触しながら通過することにより前記ドラムが回転するこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載のフィラメン
ト・ワインディング成形品の製造方法。 - 【請求項５】 前記ドラム自体が回転することを特徴と
する請求項１、２または３記載のフィラメント・ワイン
ディング成形品の製造方法。 - 【請求項６】 前記含浸槽が複数個設けられたことを特
徴とする請求項１、２、４または５記載のフィラメント
・ワインディング成形品の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10024165A JPH11216726A (ja) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | フィラメント・ワインディング成形品の製造方法 |
| KR1019990002649A KR100301360B1 (ko) | 1998-02-05 | 1999-01-28 | 필라멘트·와인딩 성형품의 제조방법 |
| CNB991004086A CN1170664C (zh) | 1998-02-05 | 1999-02-04 | 长丝缠绕制品的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10024165A JPH11216726A (ja) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | フィラメント・ワインディング成形品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216726A true JPH11216726A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12130745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10024165A Pending JPH11216726A (ja) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | フィラメント・ワインディング成形品の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11216726A (ja) |
| KR (1) | KR100301360B1 (ja) |
| CN (1) | CN1170664C (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100516441B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2005-09-23 | 김조권 | 필라멘트 와인드 원심(遠心) 제조방법 및 그 장치 |
| CN101134369A (zh) * | 2006-09-01 | 2008-03-05 | 深圳市海川实业股份有限公司 | 一种frp纤维增强复合材料筋的制备工艺 |
| CN102107533B (zh) * | 2009-12-23 | 2013-11-13 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种用复合材料制造武术棍的方法 |
| KR101111965B1 (ko) * | 2010-01-14 | 2012-02-14 | 현대라이프보트 주식회사 | 필라멘트 와인딩 장치 |
| CN110394999B (zh) * | 2019-07-29 | 2021-03-23 | 桂林航天工业学院 | 一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备 |
| CN115140616B (zh) * | 2022-09-01 | 2023-05-26 | 江苏亚昇制绳有限公司 | 一种轮船绳梯用长丝制造设备 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5695627A (en) * | 1979-12-28 | 1981-08-03 | Hitachi Chem Co Ltd | Manufacture of prepreg |
| JPS6017687B2 (ja) * | 1981-09-28 | 1985-05-04 | 日立化成工業株式会社 | プリプレグの製造法 |
| JPS63251228A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Teijin Ltd | フイラメントワインデイング法 |
| JPH03281228A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-11 | Nippon Steel Corp | フィラメントワインディング用マンドレルおよびこれを使用する管状体の成形方法 |
| JP3115023B2 (ja) * | 1991-06-25 | 2000-12-04 | 積水化学工業株式会社 | 繊維強化樹脂成形品の製造方法 |
| JP3401310B2 (ja) * | 1993-12-06 | 2003-04-28 | 住友ゴム工業株式会社 | 繊維予備成形体の製造方法 |
-
1998
- 1998-02-05 JP JP10024165A patent/JPH11216726A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-28 KR KR1019990002649A patent/KR100301360B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-02-04 CN CNB991004086A patent/CN1170664C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1170664C (zh) | 2004-10-13 |
| KR100301360B1 (ko) | 2001-09-22 |
| CN1226476A (zh) | 1999-08-25 |
| KR19990072302A (ko) | 1999-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040116 |