JPS61244533A - Ｆｒｐ管の連続引抜成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＦＲＰ管の製造分野において利用されるＦＲ
Ｐ管の連続引抜成形方法に関する。

（従来の技術） 従来のＦＲＰ管の連続引抜成形方法としては、特開昭５
ｓ−ｔ６６ｏ３ｏ−ｑ公報に開示されているものが知ら
れている。

これは、芯材上に未硬化の熱硬化性樹脂を塗布し、これ
を紫外線硬化炉を通して所要の外形に賦形させると共に
表層部を変形しない程度に硬化させ、次に遠赤外線硬化
炉に導いて、内部を硬化させるものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来のＦＲＰｖの連続引抜成形方法
にあっては、下記のような問題があった。

（１）　　従来の方法は、紫外線硬化炉内に長い透明な
ダイス（管）を貫通させ、この透明ダイス内に管を通す
ことにより外形を整えると共に同時に紫外線にて熱硬化
性樹脂層の表層部を硬化させることに特徴を有するもの
であるが、本願の発明者等が、かかる紫外線硬化炉を製
作し、実際にＦＲＰ管の連続成形を試みたところ、透明
ダイス内に未硬化の熱硬化性樹脂が付着し、連続生産を
行なうことができなかった。

つまり、透明ダイスを利用して、外形を賦形するととも
に熱硬化性樹脂層の表層部を硬化させるという２つの作
用を紫外線硬化炉内で行うことは、茶房能であることが
判明した。

（２）　　この方法で成形したＦｌ（Ｐ管は、内芯層で
ある熱可塑性樹脂管の外表面と熱硬化性樹脂層との接着
力か弱いため、層間剥離が生じ壱すい。そのため、この
方法で製造したＦＲＰ管を高温水と冷水とを交互に輸送
する場合や昼夜気温差が大きい場所に使用した場合、各
層の収縮率が大きく異なるので、界面に収縮歪が生して
剥離を生じ、物理的強度が著しく低下して、ＦＲＰ管の
破壊やひび割れ等が生じる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、ＦＲＰ管の各層間
に剥離が生じない物理的強度のあるＦＲＰ管を連続成形
する方法を提供することにあり、この目的達成のための
技術的手段として、本発明では、押出成形により熱可塑
性樹脂管からなる内芯層を連続的に成形する内芯層成形
工程と；この内芯層の外側面を溶剤を含浸した溶剤ブラ
シでもって処理する溶剤処理工程と；含浸槽内で熱硬化
性樹脂組成物を含浸ネせたガラスロービングを前記内芯
層の外周に軸方向に沿って囲繞させ、次いでこの上から
ガラス繊維を斜め方向に捲回し、紫外線硬化炉及び遠赤
外線硬化炉を通して表面及び内面より硬化処理を施して
なるＦＲＰ＠成形工程と；ＭＦＲＰ層の表面に熱可塑性
樹脂からなる被覆層を押出被覆し冷却引取りを行う被覆
層成形工程と、ＦＲＰ管を所定寸法に切断する切断工程
と；切断したＦＲＰ管を所定の温度で硬化させる後硬化
工程と；の連続する一連の工程からなるＦＲＰ管の連続
引抜成形方法において、前記溶剤処理工程で内芯層の外
側面にミクロ的な凹凸を生起させて活性を付与し、熱硬
化性樹脂との接着力を増大させると共に、上記ＦＲＰＮ
成形工程の含浸槽に装着した賦形ダイス及び紫外線硬化
炉の前に設置した賦形リング装置でＦＲＰ層の外形を整
え、紫外線硬化炉内に於てはＦＲＰ層の表面層の硬化だ
けを行うようにした構成を採用した。

（作用） したがって、本発明では、溶剤処理工程で熱可塑性樹脂
管の外側面上の不純物を除去し、かつ同時にミクロ的な
凹凸を生起させて熱硬化性樹脂との接着力を増大させて
いるので界面剥離が生じない。又、含浸槽に装着したダ
イスでもって、ガラスロービング及び熱硬化性樹脂を内
芯層の外周部に均一・に電着させながら外形を整え、引
きつづき紫外線硬化炉の直前に設けた弾性素材で成形し
た賦形リング装置でＦＲＰ層の外側から無理に絞り力を
イζ１与し、ＦＲＰ層中の空気を抜いて、外形を精度よ
く整え、紫外線硬化炉ではＦＲＰ層の表面層の硬化のみ
を行なうようにしている。そのため、本考案では紫外線
硬化炉内でＦＲＰ管が詰まることがなく、寸法精度に優
れしかも強度も十分にあるＦＲＰ管を連続的に生産する
ことができる。

（実施例） 以下に１本発明の連続引抜成形方法について、その実施
例を説明する。

内芯層成形工程は、押出成形により内芯層である塩化ビ
ニル管を連続的に製造し、次いで、水冷により冷却し、
間管を一定速度で引き取る工程を言う。溶剤処理工程は
、筒状に形成された溶剤ブラシ中に塩化ビニル管を通し
、管の表面に付着している不純物を除去すると共に、管
の表面を溶剤で浸食させてミクロ的な凹凸を生起させて
活性を付与し、表面積を拡大して熱硬化性樹脂との接着
効果を増大させる工程を言う。

次に、ＦＲＰ層成形工程と；熱硬化性樹脂に硬化触媒、
光重合開始剤、低収縮剤等を配合した熱硬化性樹脂組成
物を自動的に混合して供給する樹脂自動供給装置から熱
硬化性樹脂組成物を含浸槽に供給し、この含浸槽内を通
して熱硬化性樹脂組成物を含浸させたガラスロービング
を前記内芯層の外周に軸方向に沿って囲繞し、含浸槽に
装着した賦形ダイスを通してガラスロービング中の空気
を絞り取りながら内芯層上番こカラスロービング及び熱
硬化性樹脂を均一に圧着させてほぼ真円状に賦形し、次
いでその上から斜めにガラスロービング若しくはガラス
ヤーンを捲回し、次いで弾性のある賦形リング装置を通
して外形を整え、次いで紫外線による表面硬化と遠赤外
線による内部硬化を施した工程をいうものである。

ここで、熱硬化性樹脂としては、一般に使用される不飽
和ポリエステル樹脂を使用し、光重合開始剤としてはタ
ーシャルブチル書バーベンゾエートや、フタル酸ジオク
チル２９％、モノ置換ベンゼン化合物（エーテルおよび
カルボキシルを有するモノ置換ベンゼン化合物）２８％
を溶剤（スチレンモノマー３１％、トルエン１４％）と
混合したもの、重合促進剤としてはナフテン酸コバルト
、遠赤外線硬化剤としてはメチルエチルケトンパーオギ
サイド、低収縮剤は飽和ポリエステル樹脂を主成分とす
るものをいい、下記の配合比率によって混合したものが
含浸槽内に供給Ｓれる。

不飽和ポリエステル樹脂　　８３．８重量％光重合開始
剤　　　　　　　４．０重量％重合促進剤　　　　　　
　　　０．２重量％低収縮剤　　　　　　　　　１２．
０重量％次に、被覆層成形工程は、ＦＲＰ層の表面にポ
リエチレン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂
からなる被覆層を押出被覆し、次いで水冷　　　。

にて冷却し、冷却した管を一定速度で引き取る工程をい
うものである。

次に切断工程は、前述のようにして連続的に製造したＦ
ＲＰ管を一定の長さに自動切断するものである。

次に、後硬化工程は、切断したＦＲＰ管を完全硬化に近
くまで硬化させ、諸物性を安定させるものであり、８〜
１５ｍのトンネル型の後硬化炉の炉内温度を５０〜６５
℃に保たせて、この炉内にＦＲＰ管を１０〜１４時間位
入れておく工程をいうものである。

次に、本発明方法の具体的実施の一例を図面に基いて説
明すると、押出機１より外径８９■、肉厚５．８ｍＩＩ
＋の耐熱塩化ビニル管を１．５ｍ／分の速度で押し出し
、冷却槽２内の水中を通してサイジングを行なわせつつ
円形に硬化させ、引張機３より引き出す。

次に、この耐熱塩化ビニル管を、第２図に示すように、
筒形の溶剤ブラシ４に通し、ここで細孔４ａより供給し
たアセトンを環状に形成した織布４ｂに吸収させ、この
アセトンでもって耐熱環化ビニル管の外表面を拭くこと
によって外表面に付着している油分や不純物を溶解除去
し、同時に耐熱塩化ビニル管の外表面を浸食させてミク
ロ的な凹凸を生起させる。

次に、ガラスロービング架台５に架設したガラスロービ
ングをそれぞれ７０本づつ耐熱塩化ビニル管の軸方向に
外周を囲繞させるように添装させ、このガラスロービン
グを含浸装置６に含浸させる。

尚、この含浸装置６に臨設して、不飽和ポリエステル樹
脂と硬化触媒、光重合開始剤、低収縮剤等を配合した熱
硬化性樹脂組成物を自動計量して混合する樹脂自動供給
装置７を設置している。

上記含浸装置６の最前部には格子状架台１７を立設し、
その後方に、第４図に示すように、中央部に耐熱塩化ビ
ニル管を通す貫通穴１８と、この貫通穴１８の外周にガ
ラスロービング１９を集束させる小孔２０を均等間隔で
もって多数環状に穿設した集束板２１を立設し、この集
束板２１の後方に含浸槽２２を設置している。

含浸槽２２は、第５図に示すように、略筺状体に形成さ
せ、底部を設け、上面を開口し、筺内にはガラスロービ
ング１９に引張力を加える張圧板２３を２ケ所に設け、
その後方に賦形ダイス２４を装着している・ この賦形ダイス２４は、第６図に示すように、入口部２
５を耐熱塩化ビニル管の外径よりはるかに大きく略１０
０■に形成し、外径寸法を整えるための平行部分２６を
９０＋ｍｓＬこ形成しており、この平行部分２６に耐熱
塩化ビニル管を通すことによりほぼ真円状に外径を矯正
する。

次に、樹脂自動供給装置７は、第３図に示すように、上
方にエアーシリンダー２７を設け、このエアーシリンダ
ー２７のピストン杆２８の先端より下方向にミキサー２
９とノズル３０とを連通状に垂下固定し、ミキサー２９
に熱硬化性樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）を供給する
管３１と、触媒や硬化剤等を供給する管３２並びに溶剤
を供給する管３３とを独立に取り付けている。

前記供給装置７は、含浸槽２２の上部に装置したフロー
ト３４によるレベル調整装置３５と連動させるように構
成しており、含浸槽２２内の不飽和ポリエステル樹脂組
成物の量が少なくなるとフロート３４が降り、スイッチ
３６を押してエアーシリンダー２７を作動させピストン
杆２８を突き出しノズル３０を含浸槽２２内へ移行する
。そして、含浸槽２２内に不飽和ポリエステル樹脂が充
満するとフロート３４が上方に上りスイッチ３７を　Ａ 押してエアーシリンダー２７のピストン杆２８を引込め
溶剤を供給する管３３よりア十トンを供給してミキサー
２９及びノズル３０内を洗浄する。

従って、含浸装置６でガラスロービング１９に不飽和ポ
リエステル樹脂を含浸させ、賦形ダイス２４で外形を整
えた後、ワインター（捲回機）８へ移行させる。

ワインター（捲回機）８は、含浸装置６の賦形ダイス２
４から出た強化塩化ビニル管を軸にして回転するように
構成しており基端の支持板３８より側方に突設した支持
杆３９には、ガラスロービング４０を捲Ｓ付けたボビン
４１．４１を回動できるように装着し、後方には、同強
化塩化ビニル管を軸として回転するガラス押え装置４２
を装着している。

扱 このガラス押え装置４２は基端４３より内側方向にゴム
板４４．４４を固着した押え板４５．４５を突設させて
おり、このゴム板４４．４４は強化塩化ビニル管を軸に
して回動し、ガラスロービング４０を」二から軽く押圧
させて回動するものである。

従って、ワインター（捲回機）８に移行してきた強化塩
化ビニル管の外周」−に所要角度でもって、ガラスロー
ビング４０が捲回され、ゴム板４４．４４によって押圧
されるため、ガラスロービング４０にも不飽和ポリエス
テル樹脂が含浸する。

そして、この強化塩化ビニル管をその後、賦形リング装
置９に通し、強化塩化ビニル管の外形を完全に整える。

賦形リング装置９は、第７図に示したように、架台４６
上に略ｌｏｏｍｍ間隔で支持板４７　、４７．４７を取
り付け、この支持板４７に８６ｍｍの賦形孔４９を穿開
したゴム板４８を取り付けている。

この賦形リング装置９に上記した強化塩化ビニル管を通
すと、ゴム板４８の賦形孔４９を強化塩化ビニル管の外
径より小さく形成しているため、ゴム板４８の弾性力が
作用して強化塩化ビニル管上の余分な樹脂を除去し、捲
回したガラスロービング４０の凹凸を平滑にして強化塩
化ビニル管の外形を円形状に調整する。

次に前記賦形リング装置９で円形状に調整した強化塩化
ビニル管を紫外線硬化炉１０ａ、１０ｂ。

１０ｃに通す。

この時、本実施例では、パイプを１．５ｍ／分で２９０
℃の紫外線硬化炉１０ａを通し、次いで３１０’Ｏの紫
外線硬化炉１０ｂに移行させ、次いで３２０℃の紫外線
硬化炉ＩＯＣに移行し強化塩化ビニル管に含浸された不
飽和ポリエステル樹脂の表層を数秒以内で硬化させる。

前記紫外線硬化炉１０ａは、第８図（ａ）に示すように
、４個の高圧水銀灯５０ａを強化塩化ビニル管の対角方
向に４本設置して紫外線にて不飽和ポリエステル樹脂の
表層を硬化させるようにしており、紫外線硬化炉ｌＯｂ
は、第８図（ｂ）に示すように左右２か所に高圧水銀灯
５０ｂを２本設置し、紫外線硬化炉ｌＯｃは、第８図（
Ｃ）に示すように上下２か所に高圧水銀灯５０ｃを２本
設置している。

次に、表層を硬化させた後、遠赤外線硬化炉１１に移行
し、ここで、第９図に示すように、遠赤外線ヒーター５
１．５１を強化塩化ビニル管の軸方向に長く、しかも強
化塩化ビニル管の上下に取り付け、不飽和ポリエステル
樹脂層の内部を加熱し硬化させる。

次に、遠赤外線硬化炉１１を出た後、強化塩化ビニル管
を押し出す押出機１２のクロスヘッド金型内にこの強化
塩化ビニル管を通し外周に塩化ビニル樹脂を略１００ｍ
ｍ被覆した後、冷却槽１３に通して被覆層を水冷し、引
張機１４にて引き抜いた後、マーキング装置１５でパイ
プの表面にメーカ名やロットナンバー等を印刷し切断機
１６にて、所要寸法に切断し、次に第１０図に示す後硬
化炉６３内に送入する。

後硬化炉６３は、長さ１５ｍ、縦１ｍ、横１ｍのトンネ
ル型炉本体５２の天井部の一端に空気流通路５３の一端
を固着し、この空気流通路５３上にブロアー５４、熱交
換器５５、加熱室５６を設け、この加熱室５６がら空気
流通路５７を延設し、炉本体５２の天井他端部を貫通さ
せて炉本体５２内へ突入させ、この空気流通路５７の先
端にフード５８を着脱可能に取り付けている。フード５
８は下部に車輪５９．５９を取り利け、上部開口部６０
を上記空気流通路５７の先端に連結可能に形成し、他端
開口部６１を伸縮可能な部材で構成しており、台車６２
上に多数積載したＦＲＰ管Ｐ、Ｐ、φ・・の一端部をこ
のフード５８の他端開口部６１内に挿入して密封し、空
気流通路５７より送り込まれた略５５℃の温風をフード
５８の他端開口部６１を介してＦＲＰｖＰ、Ｐ　、−・
・内へ圧入し、管内部より加熱して１０時間ぐらいで完
全に硬化させ、第１１図に示すように耐熱塩化ビニル樹
脂等の熱可塑性樹脂よりなる内芯層Ｉの軸方向に沿って
ガラスロービング１９を添着して不飽和ポリエステル樹
脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、更に、その上にガラス
ロービング４０を捲き付けて硬化させたＦＲＰＲＭを形
成すると共に、このＦＲＰ層Ｍの上に塩化ビニル樹脂等
の熱可塑性樹脂からなる被覆層０を被覆させたＦＲＰ管
Ｐを成形することに成功した。そして、成形されたＦＲ
Ｐ管Ｐの外径寸法は９２±０．６ＩＩ１１と通常の塩化
ビニル管と同等の外径寸法精度に成形でき、かつ、内芯
層■としての塩化ビニル管とＦＲＰ層Ｍとの界面の接着
強度は、溶剤で内芯層Ｉの外表面を拭き取っていないＦ
ＲＰ管と比較して、第１表ＰＶＣからなる内芯層とＦＲ
Ｐ層の接着強度に示すように、単位面積（ｃｍｌ）当り
３０Ｋｇｆ増大し、界面剥離の問題も解消することがで
きた。

第　　１　　表 本前記接着強度の数値は試料３個の平均値を示すもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法でＦＲＰ管を成形する装置の側面図
、第２図は溶剤ブラシの一部断面拡大図、第３図は本発
明の樹脂自動供給装置の斜視図、第４図は本発明の集束
板の正面図、第５図は含浸槽の断面拡大図、第６図は本
発明の賦形ダイスの側面一部断面図、第７図は賦形リン
グ装置の断面図、第８図は紫外線硬化炉の断面図、第９
図は遠赤外線硬化炉の断面図、第１０図は本発明の後硬
化炉の側面一部切欠図、第１１図は本発明方法によって
成形したＦＲＰ管の斜視図である。 １：押出機 ２：冷却槽 ３：引張機 ４：溶剤ブラシ ５：カラスロービング架台 ６：含浸装置 ７：樹脂自動供給装置 ８：ワイングー ９：賦形リング装置 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ　：紫外線硬化炉１１：遠赤外
線硬化炉 １６：切断機 ２４：賦形ダイス ６３：後硬化炉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）押出成形により熱可塑性樹脂管からなる内芯層を連
   続的に成形する内芯層成形工程と；この内芯層の外側面
   を溶剤を含浸した溶剤ブラシでもつて処理する溶剤処理
   工程と；含浸槽内で熱硬化性樹脂組成物を含浸させたガ
   ラスロービングを前記内芯層の外周に軸方向に沿つて囲
   繞させ、次いでこの上からガラス繊維を斜め方向に捲回
   し、紫外線硬化炉及び遠赤外線硬化炉を通して表面及び
   内面より硬化処理を施してなるＦＲＰ層成形工程と；同
   ＦＲＰ層の表面に熱可塑性樹脂からなる被覆層を押出被
   覆し冷却引取りを行う被覆層成形工程と；ＦＲＰ管を所
   定寸法に切断する切断工程と；切断したＦＲＰ管を所定
   の温度で硬化させる後硬化工程と；の連続する一連の工
   程からなるＦＲＰ管の連続引抜成形方法において、前記
   溶剤処理工程で内芯層の外側面にミクロ的な凹凸を生起
   させて活性を付与し、熱硬化性樹脂との接着力を増大さ
   せると共に、上記ＦＲＰ層成形工程の含浸槽に装着した
   賦形ダイス及び紫外線硬化炉の前に設置した賦形リング
   装置でＦＲＰ層の外形を整え、紫外線硬化炉内に於ては
   ＦＲＰ層の表面層の硬化だけを行うようにしたことを特
   徴とするＦＲＰ管の連続引抜成形方法。