JPH11262956A - 繊維強化プラスチックの製造方法 - Google Patents

繊維強化プラスチックの製造方法

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JPH11262956A
JPH11262956A JP10066653A JP6665398A JPH11262956A JP H11262956 A JPH11262956 A JP H11262956A JP 10066653 A JP10066653 A JP 10066653A JP 6665398 A JP6665398 A JP 6665398A JP H11262956 A JPH11262956 A JP H11262956A
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JP
Japan
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resin
reinforcing fibers
reinforced plastic
die
speed
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JP10066653A
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English (en)
Inventor
Shigeo Ishino
茂雄 石野
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/521Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement before the die
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • B29B15/125Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex by dipping

Abstract

(57)【要約】 【課題】碍子等の超高電圧電気絶縁部材として好適なF
RPを得ることができる繊維強化プラスチックの製造方
法を提供する。 【解決手段】引き揃えた補強繊維1を連続的に供給しな
がら樹脂4を含浸し、ダイスに引き込んで加熱硬化させ
る引抜き成形による繊維強化プラスチックの製造方法に
おいて、補強繊維1を、補強繊維1が引き揃えられた方
向における樹脂4の浸透速度と実質的に同じ速度で樹脂
供給ゾーン(3、4)を移動させて繊維強化プラスチッ
クを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に碍子用として
好適な引抜き成形方法による繊維強化プラスチック(以
後、FRPとも記す)の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一方向に引き揃えられたガラスロービン
グに熱硬化性樹脂を含浸硬化させたFRPは、軽量で高
強度を有し、送電線等に使用されるポリマー碍子のコア
部材として好適に使用されている。このようなFRPの
引抜き成形方法として、従来、ロービング、ヤーン、マ
ット、クロス等の補強繊維を単独または複合して引き揃
え、樹脂含浸ゾーンを通過させて液状樹脂を含浸し、次
いでダイスに通して熱硬化反応を行わせて引抜き方向に
連続的に同一断面を有する成形物を製造する方法が良く
知られている。
【0003】上述した一般の引抜き成形法では、樹脂供
給ゾーンを通過中に気泡の抱き込みが発生する場合があ
るとともに、樹脂を含浸し引き揃えた補強繊維を複数本
ダイス入口で収束して引き込むため気泡の抱き込みが避
けられず、成形物に気泡を内在したまま硬化する不都合
があった。この気泡抱き込みの問題を解決するために、
ダイスの引抜き工程の前に真空脱泡工程を設けた脱気す
る方法(特開平4−305439号公報)や、ダイスの
入口側に複数の成形材料通過用分岐通路を設けて気泡を
絞り出すことで気泡を取り除く方法(特開平7−117
141号公報)が知られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法
は、一般の構造部材として要求される耐食性や機械特性
を発揮させるに充分な方法として知られている。しか
し、本発明者がこれらの従来の方法で得られたFRPを
超高電圧電気絶縁部材としてのポリマー碍子のコア部材
として用いたところ、電気絶縁破壊特性が充分でないと
いう問題があることがわかった。そして、使用したFR
Pを詳細に調査したところ、FRPに目視では判別でき
ない微小な細長く延びた空隙が多数包含されていること
を見出し、この空隙が超高電圧電気絶縁部材として問題
であることを突き止めた。また、微小な細長く延びた空
隙は補強繊維内及び間に残存する空気が完全に排除され
ないままダイス内に引き込まれ、複数本の補強繊維が密
集する過程で補強繊維間で押し潰されて細長く延びたた
め電気絶縁性能に支障をきたしていることも見出した。
【0005】本発明の目的は上述した課題を解消して、
碍子等の超高電圧電気絶縁部材として好適なFRPを得
ることができる繊維強化プラスチックの製造方法を提供
しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化プラス
チックの製造方法は、引き揃えた補強繊維を連続的に供
給しながら樹脂を含浸し、ダイスに引き込んで加熱硬化
させる引抜き成形による繊維強化プラスチックの製造方
法において、補強繊維を、補強繊維が引き揃えられた方
向における樹脂の浸透速度と実質的に同じ速度で樹脂供
給ゾーンを移動させることを特徴とするものである。
【0007】本発明では、複数の単繊維の集合体である
補強繊維を、補強繊維が引き揃えられた方向における樹
脂の浸透速度と実質的に同じ速度で樹脂供給ゾーンを移
動させることで、補強繊維内に気泡を残すことなくFR
Pを製造でき、その結果碍子等の超高圧電気絶縁部材と
して好適なFRPを得ることができる。なお、本発明に
おいて「浸透速度」とは、一般的には補強繊維内及び補
強繊維間の樹脂の毛細管現象に基づく移動速度のことを
言い、補強繊維を樹脂含浸の際にローラで圧縮した場合
や樹脂を含浸した複数の補強繊維をダイス内に集合させ
た場合は、上記毛細管現象に基づく移動速度と機械的に
補強繊維を圧縮することによる樹脂移動速度との合計の
速度となる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の繊維強化プラスチ
ックの製造方法の一例を説明するための図である。図1
に示す例において、1は樹脂含浸前の複数の単繊維集合
体であるロービングからなる補強繊維、2−1、2−
2、2−3は補強繊維1を樹脂供給ゾーンへ導くための
ガイド、3は樹脂供給ゾーンを形成する含浸槽、4は含
浸槽3内に貯留された含浸樹脂である。本例において、
樹脂供給ゾーンは、含浸槽3内において補強繊維1が含
浸樹脂4と接する部位となる。また、本例では樹脂供給
ゾーンのみを示しているが、ここで樹脂を含浸した補強
繊維1は樹脂が硬化する前に図示しないダイスに引き込
まれ、複数本の補強繊維1をダイス内で加熱硬化させ
て、引抜き成形により最終的なFRPを製造している。
【0009】本発明において重要なのは、補強繊維1
を、補強繊維1が引き揃えられた方向における樹脂の浸
透速度V2と実質的に同じ速度V1で、樹脂供給ゾーン
を構成する含浸槽3内の含浸樹脂4中を移動させること
である。すなわち、V1≒V2となるように、補強繊維
1の移動速度V1を定めている。本例における浸透速度
V2は、補強繊維1内に含浸した樹脂4の毛細管現象に
基づく移動速度となる。
【0010】上述した方法により樹脂4を含浸させた補
強繊維1を複数本、樹脂4が硬化する前にダイスで集合
させることで、樹脂4を補強繊維1内に含浸させる際の
樹脂の抱き込みを無くした状態の複数本の樹脂を含浸し
た補強繊維1を、ダイスで集合させることができ、気泡
の存在の無いFRPを製造することができる。
【0011】図2は図1で説明した本発明の繊維強化プ
ラスチックの製造方法における好適例を説明するための
図である。図2に示す例において、図1に示す例と同一
の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図
2に示す例では、樹脂供給ゾーンを構成する樹脂槽3の
含浸樹脂4内であって補強繊維1の入口近傍に、補強繊
維1を圧縮するための一対のローラ11−1、11−2
を設けている。図2に示すように、一旦樹脂4を含浸さ
せた補強繊維1を圧縮すると、補強繊維1内において含
浸した樹脂4が毛細管現象による樹脂移動方向と同じ方
向に押し出される。そのため、圧縮して押し出された分
だけ、補強繊維1内の樹脂4の浸透速度V2を速くする
ことが出来、その結果補強繊維1の移動速度V1を速く
設定することが出来、生産性を向上させることが出来る
ため好ましい態様となる。
【0012】なお、ローラ11−1、11−2を、樹脂
供給ゾーンを構成する樹脂槽3の含浸樹脂4内であって
補強繊維1の入口近傍に配置する必要があるのは、一旦
補強繊維1内に樹脂4を含浸させないと圧縮の意味が無
くなるとともに、樹脂4を含浸し始めてからあまりにも
時間が経過した段階で圧縮しても、浸透速度V2を速め
る効果が少ないためである。
【0013】図3は本発明の繊維強化プラスチックの製
造方法における他の例を説明するための図である。図3
に示す例では、図1および図2に示す例と異なり、複数
本の補強繊維1を補強繊維束として直接ダイス21に導
き、ダイス21の入口21aで樹脂4を含浸させ、次い
で連続してダイス21内で加熱硬化するよう構成してい
る。具体的には、図3に示す例において、複数の樹脂供
給管22を、引き揃えた複数本の補強繊維1からなる補
強繊維束内のダイス21の入口21aに近づけて配置
し、補強繊維束の移動速度すなわち引抜き速度に連動さ
せて樹脂供給管22からの樹脂4の供給量を制御するこ
とで、本発明を達成している。なお、本例では、補強繊
維束をダイス21に引き込む際に、ダイス21によって
補強繊維束に圧縮がかかり、ダイス21が図2に示す例
のローラと同様の役割を果たすため、図2に示す例と同
様生産性を向上させることが出来、好ましい態様とな
る。
【0014】次に、樹脂供給管22からの樹脂4の供給
量の制御について説明する。まず、図4に樹脂供給管2
2が4本の例を示すように、各補強繊維1内および複数
の補強繊維1間における毛細管現象に基づき、引き揃え
られた補強繊維方向の樹脂4の浸透する速度V11を、
予め移動しない補強繊維束内に配置した樹脂供給管22
の先端から一定量の樹脂4を供給して求める。この際、
引き揃えられた補強繊維方向と直交する方向にも、上記
浸透速度V11よりは遅いが速度V12で浸透する。制
御に用いる樹脂4の浸透速度V2は、上記浸透速度V1
1にダイス21による圧縮の効果を加えて定める。そし
て、本例の実際の製造にあたっては、補強繊維束の引抜
き速度V1が定められるため、上記予め求めた関係に基
づき浸透速度V2≒V1となる樹脂4の供給量を求め、
求めた樹脂4の供給量で樹脂供給管22から樹脂4を供
給する。
【0015】図3に示す例において、複数の樹脂供給管
22を配置するのは、図4に示すように補強繊維束内に
供給された樹脂4の浸透速度は、補強繊維1に沿う方向
の速度V11は速いが、直交する方向の速度V12は遅
いことから、補強繊維1内におよび補強繊維1間に樹脂
4を均質に含浸させるためである。また、複数の樹脂供
給間22の配置については、図5にダイス21の断面を
示すように、複数の樹脂供給管22を、ダイス21の中
心軸Oを中心として対称の位置に配置すると、補強繊維
1内および補強繊維1間に樹脂4をより均質に含浸させ
ることができるため好ましい。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の単繊維の集合体である補強繊維を、補
強繊維が引き揃えられた方向における樹脂の浸透速度と
実質的に同じ速度で樹脂供給ゾーンを移動させているた
め、補強繊維内に気泡を残すことなくFRPを製造で
き、その結果碍子等の超高圧電気絶縁部材として好適な
FRPを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の繊維強化プラスチックの製造方法の一
例を説明するための図である。
【図2】図1で説明した本発明の繊維強化プラスチック
の製造方法の好適例を説明するための図である。
【図3】本発明の繊維強化プラスチックの製造方法の他
の例を説明するための図である。
【図4】補強繊維内および補強繊維間における樹脂の浸
透速度を説明するための図である。
【図5】樹脂供給管の配置の好適例を示す図である。
【符号の説明】
1 補強繊維、2−1、2−2、2−3 ガイド、3
含浸槽、4 含浸樹脂、11−1、11−2 ローラ、
21 ダイス、21a 入口、22 樹脂供給管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】引き揃えた補強繊維を連続的に供給しなが
    ら樹脂を含浸し、ダイスに引き込んで加熱硬化させる引
    抜き成形による繊維強化プラスチックの製造方法におい
    て、補強繊維を、補強繊維が引き揃えられた方向におけ
    る樹脂の浸透速度と実質的に同じ速度で樹脂供給ゾーン
    を移動させることを特徴とする繊維強化プラスチックの
    製造方法。
  2. 【請求項2】樹脂供給ゾーン内であって補強繊維の入口
    近傍に、補強繊維を圧縮するローラを設けた請求項1記
    載の繊維強化プラスチックの製造方法。
  3. 【請求項3】複数の樹脂供給管を引き揃えた補強繊維間
    のダイス入口に近づけて配置し、補強繊維の移動速度す
    なわち引抜き速度に連動させて樹脂の供給量を制御する
    請求項1記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
  4. 【請求項4】複数の樹脂供給管を、ダイスの中心軸を中
    心として対称の位置に配置する請求項3記載の繊維強化
    プラスチックの製造方法。
JP10066653A 1998-03-17 1998-03-17 繊維強化プラスチックの製造方法 Withdrawn JPH11262956A (ja)

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