JPS5914327B2 - Ｆｒｐ製円筒体の低速回転式成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １５この発明は所謂繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製
円筒体の低速回転式成形方法に係るものである。

従来、ＦＲＰ製パイプの製法には外巻き方と内巻き法と
あり、内巻き法は遠心成形方法であり、この製法は、例
えば樹脂素材と触媒とを混合したフ０ ものと樹脂素材
と促進剤とを混合したものとを２００〜３００ｒｐｍの
高速回転中の型枠内に個別にしかも同一個所に向かつて
噴射するとともに、ガラスローピングを所要長に切断し
ながら上記噴射位置に気圧により散布し、かつ上記噴射
位置及２５び散布位置と型枠とを相対的に型枠の軸線方
向に移動する方法であるが、この種の製法によつたもの
は円筒状型が高速回転するため、強化用繊維は大体円筒
状型の中心軸線に対し直交する方向、即ち円周方向に並
んでしまい、管の母線方向の強度３０が出せず又噴射方
式のため樹脂素材及び硝子製短繊維が円筒状型外に飛散
し、材料の参上りが不良であり、又遠心力を利用して円
筒状型の内面に材料を附着させるものであるので、重量
が軽い樹脂は内側となり、重量の重い繊維は外側となり
、繊３５維と樹脂とが分離し強度が出ない等の欠点があ
つた。然らば、円筒型を低速回転にすると、円筒体の内
側に形成した短繊維、合成樹脂の混合体は上方に行つた
時剥れ落ちてしまう欠点があつた。この発明は叙上の欠
点を除去できた。ＦＲＰ製円筒体の低速回転式成形方法
を提供するのをその目的とする。この発明に係るＦＲＰ
製円筒体の低速回転式成形方法を説明するに先だちこの
方法を実施するのに使用する装置の構成について説明す
ると、第１図に示すように、蝶着部１によつて母線に沿
つて二つ割れができるように蝶着され、該蝶着部１を中
心として開閉できる自由端を締付ボルト２，３にて一体
とし円筒状に形成される円筒状型Ａを台車Ｈ上において
モータ４にて駆動される複数個のローラ５，５で回転自
在に支持し、該円筒状型Ａの中心軸線０−０方向に支持
筐枠６より水平に突出させた片持式梁体Ｂを設け、該梁
体Ｂには更に該梁体Ｂ上を往復動する往復摺動体Ｃを設
け、該往復摺動体Ｃには第２図に示すように、強化用短
繊維供給装置Ｄ、強化用繊維結合用剤吐出装置Ｅ、強化
用繊維及び強化用繊維結合用剤混合用ローラ装置Ｆを設
ける。

上記各装置Ｄ，Ｅ及びＦの構成を今一層詳しく説明する
と、強化用短繊維供給装置Ｄ 第３図及び第４図に示すように、該梁体Ｂに設けたブラ
ケツト７，？′に張設したワイヤ８に滑車９を介して懸
架したローピング案内具１０（第５図参照）を通し、円
筒状型Ａの小口端外より円筒状型Ａ内に導入した複数本
の強化用繊維、例えば硝子繊維のローピング１１を受入
れる受入口１２（第２，第６図参照）を上部に有する縦
形筒体１３を設け、該受入口に引続いてゴムロール１４
と放射状に剪断刃１５を有する剪断刃ロール１６とより
なる、強化用繊維を短繊維に剪断する剪断部１７を該縦
形筒体１３内に設け、該筒体１３は前記円筒状型Ａの内
面１８近くまで下方に延長させて下端に上記短繊維の落
下口１９を開口させたものである。

強化用繊維結合用剤吐出装置Ｅ 前記強化用短繊維供給装置Ｄの落下口１９と前記母線方
向に平行して、円筒体２Ｖ，２Ｖの下方の母線方向に細
孔２２（第８図参照）を数多穿設したノズル２０，２１
（第６図参照）を設け、このノズル２０，２１に通する
導管２３，２４が前記往復摺動体Ｃの下部枠体Ｃ′に設
けられ、前記円筒状型Ａの外部より、梁体Ｂの側面には
つたワイヤ上を移動する懸吊具で吊つた導入管２３′，
２４′（第１０図参照）によつて強化用繊維結合剤、例
えば不飽和ポリエステル樹脂と触媒とが混合されたもの
が導管２３に供給され、不飽和ポリエステル樹脂と強化
促進剤とが混合されたものが導管２４に供給されるよう
にする。

従つてノズル２０からは不飽和ポリエステル樹脂と触媒
との混合された線状のものが、又ノズル２１からは不飽
和ポリエステル樹脂と硬化促進剤との混合された線状の
ものが夫々前記円筒状型Ａの内面１８上に吐出されるこ
とになる。上記ノズル２０，２１にはノズル全長に亘り
少くともノズル両端とその他の部分の３部分に分けられ
、ノズルの外周を中心的に回動できる前記ノズル細孔２
２の蔽い板２５（第８図参照）を設け、該蔽い板２５の
外周にはギヤセクタ部２５′を設け、流体駆動シリンダ
２６のピストンロツド２７の両側に設けたラツク２７′
と噛合させることにより必要の時ノズルの外周を回動し
てノズルの下部の細孔２２を開閉できるようになつてい
る。

なお、蔽い板２５はノズル２０，２１の両端以外の部分
を更に複数個に分割して設けてもよい。強化用繊維及び
強化用繊維結合用剤混合用ローラ装置Ｆ前記往復摺動体
Ｃの下部に前記円筒状型Ａの中心軸０−０を中心とする
一双の略扇形状枠板２８，２８′を設け（第６図参照）
、前記中心軸０−０と直交する方向に形成される前記扇
形状枠板２８，２８′の下縁の鍔部２９，２９′（第７
図参照）に１対の流体１駆動シリンダ３０，３１を前記
中心軸０−０を含む放射面３２，３２′−ーー内に駆動
シリンダ３０，３１の中心線０，−０，があるように、
又略一定ピツチｐに、数対（実施例では６対）配設し、
各駆動シリンダ３０，３１のピストンロツド３３，３４
の下端にローラ３５の軸３８を軸受する軸受部３６，３
７を設け、各ローラ軸３８にはチエーンホイール３９を
固定し、これらのチエーンホイール３９と前記往復摺動
体Ｃに回転自在に設けた主動チエーンホイール４０、前
記摺動体Ｃの下部に回転自在に設けた遊動チエーンホイ
ール４１，４２に無端チエーン４３を纒懸し、前記主動
チエーンホイール４０は軸４４と共に回転するが、該軸
４４上を摺動できるように設け、該軸４４は前記梁体Ｂ
に沿つて延長し（第１１図参照）、該梁体Ｂの根本の梁
体支持筐枠６に設けたモータ４５（第１１図参照）より
ベルト４６を介して回転される中間軸４７に螺旋歯車列
４８にて連結する。

なお、ローラ３５の周面には母線方向に或は螺旋状に或
は基盤目状に溝が切つてある。第６図中４９はローラ３
５の放射方向の移動の案内棒を示す。次に上記梁体Ｂと
往復摺動体Ｃとの関係構成を今少しく詳細に説明すると
、第６、第７各図に示すように、梁体Ｂの上面５０には
案内軌条５１，５２、下面５３には案内軌条５４，５５
とリードスクリユ６３とを夫々設け、梁体Ｂの側面には
前記短繊維供給装置Ｄの剪断刃ロール１６をチエーン６
４′を介してチエーンホイール６４で回転するための駆
動軸６５と既に説明したチエーンホイール４０のための
駆動軸４４が設けられている。

往復摺動体Ｃは上部か中空筐体に作られ、梁体Ｂの長手
方向と直行する方向に前記案内軌条５１，５２及び５４
，５５と係合する転子５６，５７，５８，５９を夫々有
する転子軸６０，６１と、前記リードスクリユ６３と螺
合する母螺体６６とを有し、リードスクリユ６３を第１
１，第１２図に示すように、同じく支持筐体６に別に設
けたモータ６７よりチエーンホイール６８、チエーン６
９を介して正逆回転させることにより梁体Ｂ上を往復摺
動できるようになつている。なお、この実施例では台車
Ｈ上のローラ５，５は独走モータ４で回転するようにし
たが、上記ローラ３５と円筒状型Ａは回転を同調させる
必要があるので、上記ローラ３５と該ローラ５，５は総
て上記支持筐体６のモータ４５より伝動装置を介して回
転させるようにしてもよいことは勿論とする。

この装置は叙上のような構成を有するから、先づ台車Ｈ
上のローラ５をモータ４を移動することにより回転させ
て円筒状型Ａを約１〜４ｒ．ｐ．ｍ、周速５〜１０ｍＡ
１程度の低速で回転させる。

そこで梁体支持筐体枠６のモータ６７を稼動するとリー
ドスクリユ６３が回転し始めるので、母螺体６６で該リ
ードスクリユと噛合している往復摺動体Ｃは梁体Ｂ上を
案内軌条５１，５２に案内されて移動を始める。従つて
往復摺動体Ｃは円筒状型Ａの内面に螺旋状の軌跡を残し
て移動し、若し上記円筒状型Ａの一方の小口端に近づい
た時リミツトスイツチ等を使用して前記モータ６７の回
転を逆転させれば往復摺動体Ｃは梁体Ｂ上を戻るし、又
若し上記円筒状型Ａの他方の小口端に近づいた時他のリ
ミツトスイツチ等を使用して前記モータ６７の回転を正
転させれば、往復摺動体Ｃは梁体Ｂ上で上記円筒状型Ａ
内を中心軸線０−０方向において往復運動を繰り返えす
。そこで往復摺動体Ｃをして梁体Ｂ上を移動させつ＼、
支持筐体枠６のモータ４５を回転させると梁体Ｂの両側
の駆動軸４４，６５が回転するので、主動チエーンホイ
ール４０、チエーンホイール６４は回転する。主動チエ
ーンホイール４０の回転により起る作動は後述するとし
て、チエーンホイール６４の回転により強化用短繊維供
給装置Ｄの剪断部１７の剪断刃ロール１６が回転し、硝
子繊維のローピング１１を受入口１２より受入れつ＼約
２〜８Ｃ！！Ｌの短繊維に切断し落下口１９より円筒状
型Ａの内面１８上に自重で落下供給される。落下した短
繊維は、第６図において示すように、円筒状型Ａは矢印
Ｘ方向に回転させてあるので、或る高さｔを有する帯状
体Ｇをなして、強化用繊維結合用剤吐出装置Ｅの２個の
ノズル２０，２１の下方に排出して行く。

上記ノズル２０からは不飽和ポリエステル樹脂と触媒と
の混合されたものが細孔２２より線状をなして吐出され
ているので、該混合組成物は短繊維がアトランダムに並
んで帯状体Ｇをなしているものの上から飛散することな
く内部にまで貫通し、次いでノズル２１からは不飽和ポ
リエステル樹脂と硬化促進剤との混合組成物が同じく細
孔２２より線状をなして吐出され、短繊維中に既に含浸
している前記混合組成物中に追加され、不飽和ポリエス
テル樹脂は触媒、硬化促進剤と共に充分行き亘る。

（以下このものを樹脂繊維混合体と云う）なお、２種の
組成物は同時にほマ同じ場所に或は逆の順序に吐出せし
めることもできる。このような帯状体Ｇは次いで強化用
繊維及び強化用繊維結合用剤混合用ローラ装置Ｆのロー
ラ３５の下部に送り込まれるが、上述の駆動軸６５の回
転と共に駆動軸４４も回転し、特に主動チエーンホイー
ル４０は無端チエーン４３により各ローラ３５を円筒状
体Ａと同方向に、且つ同調させて同一線速度で回転させ
てあり、且つ各ローラ３５は空気シリンダ３０，３１で
押下されているので前記不飽和ポリエステル樹脂、触媒
、硬化促進剤の混在している帯状体Ｇは円筒状型内面１
８上に押圧される。

而もローラ３５の外周には溝が切つてあるので溝の稜で
押圧され、溝内で押圧を解放されるので、よく混合され
、気泡等は充分排除され、薄い帯状板が形成され、然も
往復摺動体Ｃは円筒状型Ａの内面に螺旋状の軌跡を描い
て移動するので、次第に薄い円筒状体が形成されて行き
、往復摺動体Ｃをして梁体Ｂ上を往復動させると、上記
螺旋状軌跡は交叉し、円筒状型Ａを複数回回転すること
により該円筒状体の厚さは層状をなして増加して行き、
硝子の短繊維で強化された不飽和ポリエステル樹脂製パ
イプ所謂ＦＲＰ製パイプが形成される。なお円筒状型Ａ
内に不飽和ポリエステル樹脂製パイプが形成された後、
硬化させ、その後該円筒状型Ａを開披してパイプを取出
すものである。唯上述のような作業によると、形成され
たパイプの両端小口におけるＦＲＰの積層量はパイプ内
面途中の積層量より少く、パイプは両端小口寄りで強度
が下るのでこれを防止すべく、往復摺動体Ｃが往復動の
衝程の両端に到達した時、第８図に示すように、シリン
ダ２６を作動してピストンロツド２７を動かし、側面の
ラツク２７′でノズルの端（往復摺動体Ｃの進行方向の
端）の細孔２２を残し、その他の細孔は蔽い板２５を回
動して閉鎖してしまい、往復摺動体Ｃは往復衝程端で少
くとも円筒状型Ａが１回転する間靜止するようにし、寧
ろパイプの両端小口部を第１３図に示すように部厚くす
る装置も具備させてあるものである。

なお、上記説明においてノズルの端部のみを往復衝程端
で開放し、１回転するよう説明したが、この位置を適宜
選択することにより、パイプ内周の部厚部をパイプ内任
意の位置に設けることができる。上に詳細に述べた装置
を使用すれば低速回転する円筒状型Ａの内壁に、先づ硝
子繊維製短繊維を落下し、その短繊維層の流れの上に熱
硬化性樹脂材と触媒との混合組成物、熱硬化性樹脂材と
硬化促進剤との混合組成物のように、両者が混合される
と硬化が行われるような２種の熱硬化性樹脂組成物を吐
出させ、樹脂繊維混合体を作り、次いで該円筒状型の中
心軸線方向に何れも平行して該円筒状型内に回転自在に
設けられ、外周に凹凸面のある複数のローラで該樹脂、
繊維混合体を該型体の表面土に押圧し、該樹脂、繊維混
合体に含浸された前記２種の熱硬化性樹脂組成物を該ロ
ーラ面による押圧及び押圧解除を繰返す作用でよく混合
させるＦＲＰ製円筒体の低速回転式成形方法及び低速回
転する円筒状型Ａの内壁に、先づ硝子繊維製短繊維を落
下し、その短繊維層の流れの上に熱硬化性樹脂材と触媒
との混合組成物、熱硬化性樹脂材と硬化促進剤との混合
組成物のように、両者が混合されると硬化が行われるよ
うな２種の熱硬化性樹脂組成物を吐出させ、次いで該円
筒状型の中心軸線方向に何れも平行して該円筒状型内に
回転自在に設けられ、且つ外周に凹凸面のある複数のロ
ーラで該樹脂、繊維混合体を該型体の表面上に押圧し、
該樹脂、繊維混合体に含浸された前記２種の熱硬化性樹
脂組成物を該ローラ面による押圧及び押圧解除を繰返す
作用でよく混合させ、且つ、前記２種の熱硬化性樹脂組
成物を吐出させる部分と前記複数のローラを回転自在に
支持する部分とを有する部分と、前記円筒状型Ａとを、
該円筒状型Ａの中心軸線方向に相対的に移動させるＦＲ
Ｐ製円筒体の低速回転式成形方法。を実施することがで
きる。

この発明方法によると低速回転する円筒状型Ａに供給さ
れた硝子繊維の短繊維群、又該型Ａの表面に吐出させた
樹脂の混合組成物を型Ａの表面にローラの外周の凹凸面
の作用で押付けたり離したりして円筒体を作つて行くの
で、従来の遠心成形法のようにパイプ形成材料を遠心力
で円筒状型内面に附着させるものと相違し、型Ａの回転
は低速でよく、このため強化用短繊維はアトランダムの
方向に向けて合成樹脂液中に混在させることができるか
ら、従来の遠心成形法によつたものに比し強度が極めて
高く、又短繊維と樹脂とが分離してしまうようなことが
なく、よく混在しているため、このことからも強度が大
であり、又従来のように合成樹脂液を噴射させるもので
なく細い線状にして硝子短繊維等の補強繊維中に含浸さ
せて行くので原料の歩留りもよく、パイプの両端は勿論
内周所望の箇処を部厚に作り強靭なパイプを得ようとす
る時はこの発明方法を利用して容易に作ることができる
し、熱硬化性樹脂が２分され、一つは触媒、一つは硬化
促進剤と混ぜられ、それ自身では硬化しない状態に置い
て補強繊維に別々に供給され、その後ローラ外周の凹凸
面の作用で型体に押圧したり、又押圧解除したりするこ
とにより、そこで始めてよく混合させるようにするので
、補強繊維に供給される前に樹脂の粘度が増大したり或
は硬化してしまうようなことが全くないから安定した操
業ができ、而も円筒状型の回転が低速であつても樹脂、
繊維混合体が上方に回転して行つて落下することがなく
硬化速度の早い樹脂を使用した場合においてはその操業
は安定して行え、而も硬化を低温で早い速度で行わせる
ことができ、操業を中断する場合でも樹脂供給管がつま
つてしまう様な事故を全く起こさない等極めて顕著な効
果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明にか＼るＦＲＰ製円筒体の低速回転式成
形方法を実施するのに当り使用する装置の一例を示し、
第１図は縦断正面図、第２図は側面図、第３図乃至第５
図は強化用繊維のローピングの取扱の説明図で、第３図
は梁体の正面図、第４図は平面図、第５図イはローピン
グ案内具の側面図、第５図帽まその正面図、第６図は往
復摺動体と梁体との関係を示す拡大側面図、第７図はそ
の正面図、第８図は細孔蔽い板部の拡大側面図、第９図
はその正面図、第１０図は合成樹脂液導入管の取扱の説
明図、第１１図は梁体支持筐枠６の正面図、第１２図は
その側面図、第１３図は両端小口内縁にフランジ部を有
するパイプの縦断正面図、第１４図は全体の斜視図を夫
々示し、Ａは円筒状型体を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低速回転する円筒状型Ａの内壁に、先づ硝子繊維製
   短繊維を落下し、その短繊維層の流れの上に熱硬化性樹
   脂材と触媒との混合組成物、熱硬化性樹脂材と硬化促進
   剤との混合組成物のように、両者が混合されると硬化が
   行われるような２種の熱硬化性樹脂組成物を吐出させ、
   樹脂繊維混合体を作り、次いで該円筒状型の中心軸線方
   向に何れも平行して該円筒状型内に回転自在に設けられ
   、外周に凹凸面のある複数のローラで該樹脂、繊維混合
   体を該型体の表面上に押圧し、該樹脂、繊維混合体に含
   浸された前記２種の熱硬化性樹脂組成物を該ローラ面に
   よる押圧及び押圧解除を繰返す作用でよく混合させるこ
   とを特徴とするＦＲＰ製円筒体の低速回転式成形方法。 ２ 低速回転する円筒状型Ａの内壁に、先づ硝子繊維製
   短繊維を落下し、その短繊維層の流れの上に熱硬化性樹
   脂材と触媒との混合組成物、熱硬化性樹脂材と硬化促進
   剤との混合組成物のように、両者が混合されると硬化が
   行われるような２種の熱硬化性樹脂組成物を吐出させ、
   樹脂繊維混合体を作り、次いで該円筒状型の中心軸線方
   向に何れも平行して該円筒状型内に回転自在に設けられ
   、且つ外周に凹凸面のある複数のローラで該樹脂、繊維
   混合体を該型体の表面上に押圧し、該樹脂、繊維混合体
   に含浸された前記２種の熱硬化性樹脂組成物を該ローラ
   面による押圧及び押圧解除を繰返す作用でよく混合させ
   、且つ、前記２種の熱硬化性樹脂組成物を吐出させる部
   分と前記複数のローラを回転自在に支持する部分とを有
   する部分と、前記円筒状型Ａとを、該円筒状型Ａの中心
   軸線方向に相対的に移動させることを特徴とするＦＲＰ
   製円筒体の低速回転式成形方法。