JPS6230094B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維強化プラスチツク管状物中、特に
繊維体が軸方向繊維群の層と周方向繊維群の層を
含む繊維強化プラスチツク管状物の連続製造方法
に関するものである。

繊維管状体が軸方向繊維群層と周方向繊維群層
を含むもの（通常は交互層）からなる繊維強化プ
ラスチツク管状物（以下、二軸FRP管と称す）
の製造方法として、マンドレル上に沿つて第１の
樹脂含浸繊維群を供給走行させ、この樹脂含浸軸
方向繊維群上に第１の樹脂含浸周方向繊維群を巻
付け、更に必要に応じて第２、第３……の樹脂含
浸軸方向繊維群の供給走行と第２、第３……の樹
脂含浸周方向繊維群の巻付けとを交互に行い、こ
のようにして形成した樹脂含浸繊維管状物を加熱
部で加熱してその含浸樹脂を硬化させ、この硬化
体をマンドレルから逐次抜脱させる方法が公知で
ある。

この二軸FRP管の製造方法において、軸方向
繊維群をマンドレルに沿わせるまえに、又、周方
向繊維群を巻付けるまえにそれぞれの繊維群（通
常、ロービング）に樹脂を前含浸する理由は、マ
ンドレル上では繊維相互間が緊密に接触してお
り、所定量の樹脂を含浸し得ないことにある。

第１図は上記二軸FRP管の製造方法における
各繊維群への前含浸要領を示しており、軸方向繊
維群１′，……への前含浸には固定台上の樹脂浴
２′，……を使用できるが、周方向繊維群３′，…
…への前含浸には、繊維群供給ボビン４′，……
と共にターンテーブル５′上に配設した樹脂浴
６′，……を使用しなければならない。

このように、従来法ではターンテーブル上に樹
脂浴を設けなければならないため、樹脂浴への
樹脂の補給のためにターンテーブルの中断が余儀
なくされ、製造能率が低下する、ターンテーブ
ル上の載荷重量が大となるため、ターンテーブル
の高速回転が困難となり製造能率が低下するし、
又高速回転のもとでは、樹脂浴を出た樹脂含浸繊
維群がマンドレル上に巻付けるまでに大なる回転
遠心力を受け、含浸樹脂の逸脱が避けられず、何
れにしても、ターンテーブルの回転速度の制限を
免れ得ないから、高速製造が困難である、ター
ンテーブル上に配設できる繊維供給ボビンの箇
数、寸法が、ターンテーブル上の樹脂浴の配設ス
ペース分だけ少なくなり、従つて、ターンテーブ
ル上に保有できる周方向繊維量もそれに対応して
少なくなり、その結果、周方向繊維の補給、従つ
てターンテーブルの回転中断を頻繁に行わなけれ
ばならず、上記と同じく製造能率の低下が避け
られない、等の不利が不可避的である。

本発明はマンドレル上の軸方向繊維群層と周方
向繊維群層を含む繊維管状体（通常二重又は交互
多重層からなる繊維管状体）に、マンドレル上に
おいて充分な量の樹脂を含浸可能ならしめること
により、上記した乃至の不利を全て解消しよ
うとするものである。

すなわち、本発明に係る繊維強化プラスチツク
管状物の連続製造方法は、中空マンドレル上に沿
つて第１の軸方向繊維群を供給走行させ、この軸
方向繊維群上に第１の周方向繊維群を巻付け、更
に、必要に応じて第２、第３……の軸方向繊維群
の供給走行と第２、第３……の周方向繊維群の巻
付けとを交互に行い、このようにして形成した軸
方向繊維群と周方向繊維群を含む繊維管状体（通
常は交互層からなる繊維管状体）に、上記マンド
レルの樹脂吐出多孔部におけるその多孔からの吐
出樹脂を含浸する方法において、上記マンドレル
の周方向繊維群巻付箇所にそのマンドレル外径よ
りも大なる外径の短尺補助マンドレルを設け、こ
の補助マンドレル上を走行せる軸方向繊維群上に
周方向繊維群を巻付けることを特徴とする方法で
ある。

以下、図面により本発明を説明する。

第２図Ａは本発明において使用する製造装置を
示している。

第２図Ａにおいて、１は加熱炉である。２は垂
直設置の中空マンドレルであり、その先端は加熱
炉１内に達し、その下端はポンプ３を介して樹脂
浴４に連通されている。樹脂浴中にはポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂等を入
れておく。２１は中空マンドレル２内に設けた間
仕切り壁、２２，……は間仕切り壁２１の直下の
マンドレル部分に設けた多数の樹脂液吐出孔であ
る。A₁，……は第１の軸方向繊維群（例えばガ
ラスロービング）a₁，……の供給ボビンである。
５はターンテーブル、B₁，……はターンテーブ
ル上に配設した第１の周方向繊維群b₁，……の供
給ボビンである。C₁はマンドレル２の第１周方
向繊維群b₁，……の巻付箇所に取付けた短尺補助
マンドレルである。A₂，……は縦沿繊維供給ボ
ビンであり、これらのボビンA₂，……からは繊
維マツト又は後述する第２の軸方向繊維群a₂，…
…の何れを供給してもよい。

上記において、中空マンドレル２の断面形状は
製造しようとするFRP管の断面形状に応じて定
められ、円形、角形の何れであつてもよく、補助
マンドレルC₁の断面形状も中空マンドレル２の
断面形状に応じて定められる。

第２図Ｂは中空マンドレル２に対する補助マン
ドレルC₁の配置形状を示す横断面説明図、第２
図Ｃは同じく縦断面説明図であり、中空マンドレ
ル２並びに補助マンドレルC₁ともに断面円形と
してある。第２図Ｂ並びに、第２図Ｃにおいて、
ｒは中空マンドレル２の外径を、Ｒは補助マンド
レルC₁の外径を、Ｌは補助マンドレルC₁の長さ
をそれぞれ示し通常Ｒは1.01〜1.5rであり、Ｌは
２〜10Rである。

また、第２図Ａに示すように補助マンドレル
C₁並びに、中空マンドレル２はターンテーブル
５の中心位置に配置してある。また、補助マンド
レルC₁の配置高さはタンテーブル５よりも、や
や高い位置であり、高さｈは通常10〜15cmであ
る。この補助マンドレルC₁へのボビンＢ……か
らの繊維群ｂ，……の供給には、通常第２図Ａに
示すようにガイドロールｇ，……を介して行う。

本発明により二軸FRP管を製造するには、第
１の軸方向繊維群供給ボビンA₁，……から第１
の軸方向繊維群a₁，……を引出し、これらの繊維
群a₁，……をガイドロール６，……により中空マ
ンドレル２の全周面を沿わして走行させ、この走
行軸方向繊維群a₁，……上に、回転中ターンテー
ブル５上の第１の周方向繊維群供給ボビンB₁，
……から引出した第１の周方向繊維群b₁，……を
ターンテーブル５の回転に伴い補助マンドレル
C₁上に巻付け、更に、縦沿繊維供給ボビンA₂，
……から引出した繊維マツトa₂，……を縦沿えロ
ール７，……により縦沿えし、このようにして形
成した軸方向繊維群層と周方向繊維群層と縦沿え
マツト層とからなる繊維管状体に、マンドレル２
の樹脂液吐出孔２２，……からの樹脂液を含浸す
る。この樹脂液はポンプ３の駆動に樹脂浴４から
供給される。

上記において、周方向繊維群b₁，……は補助マ
ンドレルC₁上において軸方向繊維群a₁，……に所
定の張力（繊維群b₁，……の回転遠心力による振
動を防止するのに必要な張力）で巻付けられ、こ
の補助マンドレルC₁上においては軸方向繊維群
a₁，……の繊維相互間、周方向繊維群b₁，……の
繊維相互間並びに軸方向繊維群a₁，……と周方向
繊維群b₁，……との相互間が、周方向繊維群b₁，
……の巻付張力による締付けのために緊密状態に
あるが、巻付け周方向繊維群b₁，……が軸方向繊
維群a₁，……の走行に伴い補助マンドレルC₁を脱
出すれば、上記巻付径が中空マンドレルの径より
も大きいために、巻付周方向繊維群b₁，……は張
力を喪失し、従つて、上記繊維の緊密状態が解か
れ、繊維間に隙間が発生する。

而して、上記の繊維管状体は、上記隙間を保有
した状態で、中空マンドレル２の樹脂吐出多孔部
２２，……からの樹脂で濡らされるから、その樹
脂含浸量は充分に多量である。しかも上記隙間の
発生により繊維管状体の加熱炉方向への円滑な走
行が保障される。

このようにして充分な量の樹脂で含浸された繊
維管状体が加熱炉１に達すると、その含浸樹脂が
硬化され、次いで、マンドレル２から脱出され、
カツター８により定尺切断される。なお、上記縦
沿え繊維マツトa₂，……には前含浸のものを使用
してもよく、この場合、ターンテーブル５と加熱
炉１との間のどの位置で縦沿えしてもよい。

本発明は第２の軸方向繊維群並びに第２の周方
向繊維群、更には第３の軸方向繊維群並びに第３
の周方向繊維群、更には、……第ｎの軸方向繊維
群並びに……第ｎの周方向繊維群を使用する場合
にも、第２、第３……第ｎの補助マンドレルを配
置し（第３図には第２補助マンドレルC₂配置の
例が示されている）、第２、第３……第ｎの補助
マンドレル上において、それぞれ第２、第３……
第ｎの周方向繊維群を巻付ける（第３図には第２
の周方向繊維群b₂，……の巻付けが示されてい
る）ことによつても実施できる。この場合、各補
助マンドレルの内径を、そのマンドレル内にその
手前までにおける半製の繊維管状体をスムースに
通過させ得るように選び、又、第２、第３……の
マンドレルを第１の補助マンドレル（第２図Ａの
C₁に相当）と中空マンドレルの樹脂吐出多孔部
との間に配置することは云うまでもない。

本発明の実施に当つては実用上次のような条件
が一般的に設定される。

即ち、引抜速度0.5〜2.5ｍ／sec、ターンテー
ブル回転数30〜200rpm、マンドレル外径20〜200
mm、補助マンドレル外径はマンドレル外径の1.03
〜1.20倍とされる。又、周方向繊維群の巻付張力
は一般的に１テツクス当り0.5〜５Kg程度とされ
る。そして本発明においては通常繊維含有率50〜
80重量％のFRP管が得られる。

実施例 テツクスNo.2200のガラスロービングを用い、
第２図Ａに示す装置により、引抜速度0.25ｍ／
sec、ターンテーブル回転数30rpm、マンドレル
外径150mm、補助マンドレル外径165mm、補助マン
ドレル長さ500mmの条件で、一般用不飽和ポリエ
ステル樹脂とベンゾイルパーオキサイドを配合し
てなる液状不飽和ポリエステル組成物を吐出させ
て200℃で加熱硬化させFRP管を連続的に製造し
た。得られたFRP管はガラス含有率55重量％で
あり、機械的強度も良好であつた。

これに対し、上記補助マンドレルの使用を省略
し、他は実施例と同様にしてFRP管を製造する
ことを試みたが、引抜駆動に大なる力を要すると
共に得られたFRP管も樹脂含浸不足で機械的強
度劣悪であつた。

上述した通り、本発明に係る繊維強化プラスチ
ツク管状物の連続製造方法によれば、マンドレル
上で形成した繊維管状体にマンドレルから吐出せ
る樹脂を充分な量で含浸できる。従つて、従来例
における周方向繊維巻付用ターンテーブル上への
樹脂浴の設置が不要となり、既述した従来例の難
点を全て解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の繊維強化プラスチツク管状物の
連続製造方法を示す説明図、第２図Ａは本発明に
おいて使用する繊維強化プラスチツク管状物の製
造装置を示す説明図、第２図Ｂ並びに、第２図Ｃ
はそれぞれ本発明における中空マンドレルに対す
る補助マンドレルの配置形状を示す横断面説明図
並びに、縦断面説明図、第３図は本発明の別実施
例を示す説明図である。 図において、２はマンドレル、２２，……は樹
脂吐出孔、３はポンプ、４は樹脂浴、a₁，……，
a₂，……は軸方向繊維群、b₁，……，b₂，……は
周方向繊維群、C₁，C₂……は補助マンドレルで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空マンドレル上に沿つて第１の軸方向繊維
   群を供給走行させ、この軸方向繊維群上に第１の
   周方向繊維群を巻付け、更に、必要に応じて第
   ２、第３……の軸方向繊維群の供給走行と第２、
   第３……の周方向繊維群の巻付けとを交互に行
   い、このようにして形成した軸方向繊維群と周方
   向繊維群を含む繊維管状体（通常は交互層からな
   る繊維管状体）に、上記マンドレルの樹脂吐出多
   孔部におけるその多孔からの吐出樹脂を含浸する
   方法において、上記マンドレルの周方向繊維群巻
   付箇所にそのマンドレル外径よりも大なる外径の
   短尺補助マンドレルを設け、この補助マンドレル
   上を走行せる軸方向繊維群上に周方向繊維群を巻
   付けることを特徴とする繊維強化プラスチツク管
   状物の連続製造方法。