JPS5919014B2 - Ｆｒｐ製パイプの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は所謂鐵維強化プラスチツク（ＦＲＰ）製バィ
プの製造装置に係るものである。

従来ＦＲＰ製パイプの製法の一つに遠心成形方法があり
、この製法は、高速に回転する円筒状型の内部に触媒、
硬化促進剤を混じた合成樹脂液を強化繊維と共に注入或
は噴射させて作るもので、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
円周方向に並んでしまい、パイプの中心軸線方向の強度
が出ず、又製造上合成樹脂液が円筒状型に注入されるま
でに固化したり、又噴射方式のため円筒状型外に飛散し
、材料の歩止りが不良であり、遠心力を利用して円笥状
型の内面に材料を附着させるものであるので、重量の大
きい繊維は外側に、重量の小さい繊維は内側にと、繊維
と樹脂とが分離し強度が出ない等の欠点があつた。

この発明は叙上の欠点を除去できた、ＦＲＰ製パイプの
製造装置を提供するのをその目的とする。図示の実施例
に基づきその構成を説明すると、第１図に示すように蝶
着部１ｆ１Ｃよつて母線に沿つて二部分に割れるように
蝶着され、自由端縁は締付ボルト２，３にて一体とし円
筒状に形成される円筒状型Ａを床上に敷設したレール上
に乗架させた台車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方向に前記床上に配置した支持筺枠
６より水平に突出させた片持式梁体Ｂを設け、該梁体Ｂ
ＶＣは更に該梁体Ｂ土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
維供給落下装置Ｄ、強化用繊維結合用剤壮出装置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、上記各装置Ｄ，Ｅ及びＦの構成は下記のように構
成したものである。

即ち、強化用短繊維供給落下装置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７，７′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！６１１Ｃ上記短繊
維の落下口１９を開口させ、該剪断部１７で剪断されて
出来た短繊維は自重で落下するようにしたものである。

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２０′，２０′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）によつて強化用鐵維結合剤
、例えば不飽和ポリエステル樹脂と触媒との混合組成物
が導管２３ＶＣ供給され、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導管２４に夫々前記ノズル２
０，２１より吐出される程度に圧送供給されるようにす
る。

従つてノズル２０からは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
を同心的に回動できる、前記ノズル細孔２２の蔽い板２
５（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、一端を前記往復摺動体Ｃの一部
に枢支した流体駆動シリンダ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
更に複数個に分轄して設けてもよい。強化用繊維及び強
化円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対の流体駆動シリンダ３０，３１を前記中心
軸０−０を含む放射面３２，３２′内に駆動シリンダ３
０，３１の中心線０１−０１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３６，３７を設け、各ロ
ーラ軸３８にはチエンホィール３９を固定し、これらの
チエンホイール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ィール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ィール４
０は軸４４と共に回転するが、該軸４４土を摺動できる
ように設け、該軸４４は前記梁体ＢＶＣ沿つて延長し、
（第１１図参照）該梁体Ｂの根本の梁体支持筺枠６ＶＣ
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３５
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の土面５０ＶＣは
案内軌条５１，５２、下面５３ＶＣは案内軌条５４，５
５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
６４′を介してチエーンホィール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ィール４０のため
駆動軸４４が設けられている。往復摺動体Ｃは上部が中
空筐枠に作られ、案内梁体Ｂの長手方向と直行する方定
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６０，６
１と、前記リードスクリユ６３と螺合する母螺体６６と
を有し、リードスクリユ一６３を第１１、第１２各図に
示すように同じく支持筐枠６に別に設けたモータ６７よ
りチエーンホィール６８、チエーン６９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土のローラ５，５
は独立モータ４で回転するようにしたが、上記ローラ３
５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は総て上記支持筐枠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。

この実施例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を稼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５〜１０亀
Ａｍｌｎ程度の低速で回転させる。そこで梁体支持筐枠
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土を案内軌条５１，５２に
案内されて移動を初める。従つて往復摺動体Ｃは円筒状
型Ａの内面に般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土を戻るし、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（４１．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上を移動させつつ、支持筐枠６のモ
ータ４５を回転させるど梁体Ｂの両側の駆動軸４４，６
５が回転するので、主動チエーンホィール４０、チエー
ンホィール６４は回転する。主動チエーンホィール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より受入れつつ約２〜８礪の短繊維
に切断し落下口１９より円筒状型Ａの内面ノ １８土に
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Ｌ己ノズル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ているので、短繊維
中に既に混入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。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、土述の駆動軸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無端
チエーン４３ｆ１Ｃより各ローラ３５を円筒状型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１８土に押圧され
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は円間状型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、円笥状型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ＡＶＣＦ
ＲＰパイプが形成された後硬化し、その後該円筒状型Ａ
を開披してパィブを取出すものである。唯上述のような
作業によると、形成されたパィブの両端小口におけるＦ
ＲＰ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２ｒ′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が一回転する
間静止するように寧ろパイプの両端小口部を第１３図に
示すように厚くする装置も具備させてあるものである。

この発明は叙土のような構成作用を有し、円筒状型Ａ内
面に自重で落下させた短繊維群、又該内面に噴射でなく
静かに吐出させた樹脂の混合組成物をローラで円筒状型
Ａの内面にローラ３５の表面の凹凸面による押圧及び押
圧解除の作用で押付けながらパイプを形成して行くので
、遠心成型法のようにパィズ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、円筒状型Ａは低速で
回転しても帯状板が上方に回転して行つた時落下するこ
とがなく又低速のため強化用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のように繊維が円周方向に
ならび、中心軸線方向の強度が出なかつたりすることが
なく強度が極めて高く、又遠心成形法のように短繊維と
樹脂とが分離してしまうこともなくよく混在し、又遠心
成形法のように合成樹脂液を噴射させるものでなく細い
線状に吐出して強化繊維中に含浸させて行くので、原料
の歩止りがよく、又遠心成形法では不可能なパイプの両
端小口部を部厚に作り強靭なパイプも容易に製造でき、
なお往復摺動体Ｃを往復衝程の途中所望の位置は停止で
きるように数多のリミツトスィツチを設け該往復摺動体
Ｃの停止位置で少くとも円笥状型Ａをｌ回転以上回転さ
れるようにすれば遠心成形法では全く期待できないリブ
をパイプの両端小口部以外の所望の所に形成できるし、
熱硬化性樹脂と触媒との混合組成物と熱硬化性樹脂と硬
化促進剤との混合促成物とを別々のノズル２０，２１よ
り吐出するようにすると型面に供給された補強繊維群に
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
まうことが全くないので安定した操業ができ、硬化速度
の早い（ポツトラィフの短い）樹脂を使用でき硬化を低
温で早く速度で行え、而もその操業は安定して行え、操
業を中断する場合でも樹脂導管がつまる事故がないと云
う顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明にかかる強化用繊維により強化された合
成樹脂製パイプの製造装置の一実施例を示し、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図口はその正面図、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１
１図拉梁体支持筐枠６の正面図、第１２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
縦断正面図を夫々示し、Ａは円筒状型、Ｂは梁体、Ｃは
往復摺動体、Ｄは強化用短繊維落下装置、Ｅは強化用繊
維結合剤吐出装置、Ｆは強化用蝶維及び強化用繊維結合
用剤混合用ローラ装置、Ｏ−０は円筒状型の中心軸線、
１７は切断部、１９は落下口、２０１はノズル、２０，
２１はノズル、２２は細孔、２５は蔽い板、２６は流体
駆動シリンダ、２７はピストンロツド、２７１はラツク
、３５はローラを夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蝶着部を中心として母線方向に２部分に開被でき、
   低速に回転するように支持された円筒状型Ａと、該円筒
   状型Ａの中心軸線Ｏ−Ｏ方向に片持式梁体Ｂを設け、該
   梁体Ｂには更に該梁体Ｂ上を往復動できる往復摺動体Ｃ
   を設け、該往復摺動体Ｃには強化用短繊維供給落下装置
   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押圧ローラ装置Ｆを、該円筒状
   型Ａの母線方向に平行して設置し、前記強化用短繊維供
   給落下装置Ｄは該円筒状型Ａの外部より該往復摺動体の
   所までロービングの形で導入された複数本の強化用繊維
   を切断部１７で短繊維に切断して下部落下口１９より該
   円筒状型の内面１８上に自重で落下するようにし、前記
   強化用繊維結合用剤吐出装置Ｅは前記落下口１９に続い
   て前記母線方向に平行して２本のノズル２０、２１が設
   けられ、合成樹脂材と触媒、合成樹脂材と硬化促進剤の
   ように、両者が混合されると硬化樹脂が形成されるよう
   な２種の硬化性樹脂混合組成物を別々に吐出されるよう
   にし、前記強化用繊維及び強化用繊維結合用剤混合用押
   圧ローラ装置Ｆは前記ノズル２０、２１に続いて前記母
   線方向に平行して複数本、何れも前記円筒状型Ａの中心
   軸線Ｏ−Ｏより放射状に拡張傾向を与えられて設けられ
   且つ各ローラ３５は外周に溝が設けられ、円筒状型Ａの
   回転と同調して該円筒状型Ａと同方向に回転されるよう
   になつていることを特徴とするＦＲＰ製パイプの製造装
   置。 ２ 蝶着部中心として母線方向に２部分に開被でき、低
   速で回転するように支持された円筒状型Ａと、該円筒状
   型Ａの中心軸線Ｏ−Ｏ方向に片持式梁体Ｂを設け、該梁
   体Ｂには更に該梁体Ｂ上を往復動できる往復摺動体Ｃを
   設け、該往復摺動体Ｃには強化用短繊維供給落下装置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押圧ローラ装置Ｆを、該円筒状型
   Ａの母線方向に平行して設置し、前記強化用短繊維供給
   落下装置Ｄは該円筒状型Ａの外部より該往復摺動体の所
   までロービングの形で導入された複数本の強化用繊維を
   切断部１７で短繊維に切断して下部落下口１９より該円
   筒状型の内面１８上に落下するようにし、前記強化用繊
   維結合用剤吐出装置Ｅは前記落下口１９に続いて前記母
   線方向に平行して円筒体の下部母線方向に複数個の細孔
   ２２が穿設されているノズル２０、２１が設けられ、こ
   のノズルより合成樹脂、触媒、硬化促進剤等の混合組成
   物を吐出するようにし、前記強化用繊維及び強化用繊維
   結合用剤混合用押圧ローラ装置Ｆは前記ノズルに続いて
   前記母線方向に平行して複数本、何れも前記円筒状型Ａ
   の中心軸線Ｏ−Ｏより放射状に拡張傾向を与えられて設
   けられ且つ各ローラ３５は外周に溝が設けられ、円筒状
   型Ａの回転と同調して該円筒状型Ａと同方向に回転され
   るようになつており、該ノズルには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、該ノズ
   ルの外周を同心的に回転できる、前記細孔２２の蔽い板
   ２５を設け、該蔽い板は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お
   り、前記往復摺動体Ｃは前記梁体Ｂ上の往復衝程の両端
   において円筒状型Ａが少くとも１回転する間静止するよ
   うにしたことを特徴とする、ＦＲＰ製パイプ製造装置。