JPS6253821A

JPS6253821A - 積層材料から中空体を製造する方法及び装置

Info

Publication number: JPS6253821A
Application number: JP61149843A
Authority: JP
Inventors: ヴォルフガング、ホルシュタイン; ユルゲン、トールベック
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1987-03-09
Also published as: EP0206310A3; DE3523660A1; EP0206310A2

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】（技術分野）本発明は、ことに円形の横断面を有する筒状体コアと、
この筒状体を部分的に包囲する対向面とを使用し、この
間隙部分を中空構成材料供給のために使用する、積層材
料から中空体を製造する方法及び装置に関するものであ
る。

（従来技術）硬化可能の樹脂材料から成る糸状材料を巻付けて、積層
材料からシームレスロール中空体を機械的に製造する方
法は公知である。同様に糸状材料からの絞り底形成は引
抜き成形も公知である。更に遠心成形法も行われている
。これ等６成形方法の概略は「ツァイトシュリフト、フ
ユール、グイルトシャフトリへ、フエルティグングＪ（
ｚｅｉｔａ−ｃｈｒｉｆｔ　　ｆｕｒ　ｗｉｒｔｓｃｈ
ａｆｔｌｉｃｈｅ　Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇ）７８　（１９
８３）　１２の５４９頁以降に記載されている。

しかしながら、これ等の方法は繊維配向性の自由な選択
、積層体の良好な品質及び／或は非糸状材料、例えばチ
ップ材料の使用可能性を容認しないか或は極めて限定的
に容認するに過ぎない。

複合材料から中空体を成形するに際しては、種種の材料
組成分を材料貯蔵から中空体形状に至るまで協調させる
という困難な問題が基本的に存在する。この場合、中空
体を構成する材料を圧力下に押出し或は射出して成形す
ることが一般的に知られている。しかしながら、これに
は、一方におい罠、高額の機械設備費から個々的な成形
品の製造は割に合わないので大量生産を指向しなければ
ならないという欠点がある。他方において、多層中空体
の場合、各層をあらかじめ定めた態様において相互に配
列することは困難である。

西独特許８７１８３０号明細書から、かさ高繊維を巻付
けて、特許請求の範囲（１）の前半部に記載されたよう
な態様で成形体を製造することは公知である。

この方法は、たしかに硬化可能の結合剤を加えた繊維材
料から成形体を製造することを可能とし、しから押出し
成形を必要としない。しかしながら、この成形体は実質
的に均質な材料から構成されており、この場合筒状成形
体をその半径方向において異なる複数種類の材料で積層
することは不可能である。

また西独特許出願公開２２０１４８５号公報から、芯体
となる中間層と内外２層とから成る壁面を有する筒状中
空体を製造する方法も公知である。しかしながら、この
場合外表面層を形成する材料はローラにより供給しなけ
れはならず、また中空体の外形を相応の引張り応力で成
層する１こめには、中空成形体の外周に相当する寸法よ
りもその寸法を太きくしなければならない。このために
中空体の製造に実際上必要な量よりも常に多量の材料を
使用し１よければならない。更に表面層を形成する材料
は引張り応力下にあり、これは中空体の巻付は形成と共
に変化し、従つ又充填層に対し不均斉な壁面直径がもた
らされろ結果となる。更に、まず表面層を形成するウェ
ブの始端を、充填の挿入下に、芯体中間層内方にある光
面層上に接着するために１回だけ手作業が必要であるが
、これを個々の場合に同じように実行することは困難で
ある。

何となれば未硬化状態の材料は当然のことながら無制御
でもたらされる引張り応力により変形する可能性がある
からである。

更にまた同心的に行われる積層による多層体の形成は極
めて困難である。何となれば表面層材料の供給は何度も
中断されねばならず、従って成形圧力も中断されるから
である。

従って、この分野の技術的課題は、中空成形体を多層的
に成形するため表面層材料及び充填材料を所定量におい
て各層の広がる方向に無圧下に供給することを可能なら
しめる方法を提供することである。

（発明の要約）本発明は横断面円形の、或はそれ以外の丸味を帯びた横
断面を有する筒状体を使用して積層構成により中空体を
成形する場合、ことに以下に述べるようにして、すなわ
ち合成樹脂を含浸させた表面層材料乃至充填層をそれぞ
れ筒状体を少くとも部分的に包囲するコンベアペ）ｖ　
）で供給し、この場合コンベアベルトの平面部分を構成
し、この上に表面層材料或は充填層材料をその全幅にわ
たって平担に載置し、コア乃至そこに存在する中空体上
に巻付き得るようになされた態様が好適であるとする認
識に基づく。この場合可撓性シート材料の供給は無圧下
に行われ、材料は発泡することなく自動的にコア乃至こ
こに在る中空体上に置かれ、これにより一体的積層を形
成する。このコンベアベルトはコア上に２７０°以上の
角度をなすように巻付き、従ってコンベアベルトがコア
を離れる点における接線方向は、コア上を走行し、コア
に向って走行して来る駆動足行方向におけるベルト構成
部分を有するコンベアベルト部分に当接する。このよう
にしてコア上面における材料は巻込まれて、形成される
べき中空体は常にその構造体内に包摂されている。

コアに回って走行するぺ）ｖ　トが平担な支承面を通過
するとき、空体を構成する材料がこの帯域に展張載置さ
れ、ベルトの汚れ１こ搬送面側が湿潤処理圏を走過する
。

このようにして、外表面層がもたらされる前に内方表面
層上に任意適宜の充填材料が巻込まれ、中空体の非均質
的な構成について大きな多様性がもたらされ、構造は同
心的であり、接線方向において定常的な強度分布を示す
。中空体を形成する材料の供給に際し、一方においてコ
アの全幅にわたる単一層の巻付けを行うようにすること
もできるが、他方において有利な表面層、充填剤層の螺
旋状成層も行い得る。複合成形体の強度を良好ならしめ
るには、まず表面層材料がコンベアベルトの平面部分上
に展張されている間に、充填材料を好ましくは上記平面
に対し垂直方向に及ぼされる押圧力下に置くことが好ま
しい（例えばハニカム構造体の場合）。

（発明の構成）充填材料としては、ＰＶＯ、ＰＵ或はアクＩＪ　）しの
発泡体を挙げることができるが、アルミニウム、ポリカ
ルボナート、ＡＢＳ等のハニカム構造体も使用される。

表面層材料はＯＦＫ％ＧＦ’Ｋ或はＡＦＫから調製され
るが、結合剤としてエポキシ樹脂、ポリエステル、圧力
硬化プラスチック（Ｄｕｒｏｐｌａｓｔ）或は溶液状フ
ェノール樹脂が使用される。コンベアペＡ／）構成材料
はＦＴＦＢから形成される難接着性のものが好ましい。

充填材料は単に白文性なもたせるのみのものであって、
さしあたり分離手段と共に中空体中に巻込まれ、コアか
ら分離された後再び除去されるものも使用され得る。こ
のようにして成形体を三次元的に自由に形成する可能性
がもたらされる。暫定的充填剤乃至支持材は、螺旋状或
は同バリング状、格子状、ハニカム状に構成し、しから
更に成形体の可撓性乃至弾性をも選択的に保持させるこ
とができる。

ことに構成上必要とされる方向におい℃繊維を配向し、
立体的構成を生起させ得ることが有利であり、例えばチ
ップのような巻付けできない材料、追加的形状保持素子
、表面構成体の如きも使用し得る。

それぞれの場合に使用される材料の組合せ及び立体的構
成に応じて必要とされる押圧力をも１こらすために、コ
ンベアベルトの緊張力は調節可能になされる。緊張装置
により巻付は作業中に直径変化と同時に行われる。

本発明の更に他の実施態様によれば、材料を成形コア上
に供給した後、特別の押圧ベルトが、必要に応じ高い緊
張圧力下に巻付けられる。これにより積層が形成され、
残存空気乃至過剰の流動性樹脂は絞り出され、材料は抑
圧状態から解放され、巻付けられた中空成形体をコアか
ら載脱した後もコアの形状に忠実な形状に保持される。

材料を巻付ける際にこれに取込まれろ空気を釈放するた
め、コンベアベルトには多数の孔隙が穿設される。

コンベアベルトを透過する放射線照射により、なお装置
中にある材料は硬化或は接着処理に服せしめられ或は完
全に後処理されることができろ。

プリプレグ（補強材に樹脂を含浸させ半硬化状態とした
複合成形材料）、織布、樹脂、チップ、充填剤、賦形素
子、表面被覆材の如き材料はコンペアベルト上に給送さ
れ、ベルトはこれを搬送してこれと同調して駆動回転さ
れる成形コア上に送り、ここで層状になされる。ここで
樹脂を含浸せしめられ、含浸半製品の乾燥化が行われる
。充填材料として、包装目的のためには、段ボール紙等
の材料も使用されるが、これ等はその状態で押圧力顛服
せしめられる。

コア上に巻付けて材料を圧縮する場合、コンベアベルト
の緊張力を調節するが、これは支承台前方の転向ローラ
を制動して行うのが好ましく、これがベルトの緊張力を
調節する。

成形用コアは完全に遊動状態で駆動回転され、これに巻
付けられた中空成形体はその成形完了後コアから取脱さ
れる。この中空体を除去するため、中空体周囲に巻付け
られたベルトを緊張させている転向ローラは支承面から
離れて上方へ移動され、従って中空体はこれ等転向ロー
ラと支承台との間において取脱されることができる。中
空体に巻付き、これにより緊張せしめられているコンベ
アベルトは、その長さ変化な支承台下方に配置されてい
る弾力的に負荷される緊張ローラにより担持される。こ
のような構成で筒状体コアは新規のコアと簡単に交換さ
れ、連続的製造工程が保証される。

複数個の転向ローラがベルトを走行路上に支承し装置内
を巡回案内するが、駆動モータと連結された駆動ローラ
は支承台の下方で、ベルト走向方向におい又緊張ローラ
の前方に配置するのが好ましい。

本発明の好ましい更に他の実施態様によれば、方法にし
てもこれを実施するための装置にしても、特許請求の範
囲中実施態様項に記載されたように構成されるが、以下
において添附図面を参照しつつ更に具体的に説明する。

搬送ベルト乃至コンベアベ／７　ト１をまず支承台２上
に展張し、この支承台２の前方においてブレーキ３ａを
有する第１転向ローラ３によりベルトｌは支承台２の前
縁を旋回し１案内される。他方におい℃ベル）ｌは成形
コア部材４と被加工体５とを包囲し、旋回し、第２転向
ロー°う６上に巻付い１２７０以上の角度で転向し、被
加工体から離れ、これから上記支承台の出発点に復帰す
る。この間にベルト１は更に他の転向ローラ７乃至９、
駆動モータ１０に結合され１こ駆動ローラ１１及び支承
台の下方において緊張装置１３と結合された緊張ローラ
Ｊ２上を走過し、ぺ）ｖ　）が成形コア部材４の大きさ
と無関係に、該成形コア部材を完全に離れたときにもな
お緊張状態に保持される。べ／Ｌ’ト１には透孔を多数
穿設し加工材料の乾燥処理、硬化処理圏を走過中に発生
する気体を放散させ得るようにするのが好ましい。ベル
ト縁辺に設けられる穿孔乃至切欠きは相当して設けられ
ろ把持手段と契合してスリップを生じないように駆動力
を伝達する。

ローラ６．７及び８は、旋回点１４を中心として全体的
に旋回し得るようになされており、この場合第２転向ロ
ーラ６は、第１ｂ図に示されるように、ローラ７及び８
と共に上方に移動可能になされる。

成形コア部材４は、ローラ群の上方移動位置において、
被加工体５が成形コア部材４から分離されるように、支
承台２の直前に設けられ１こ転向ローラへの方向におい
て作業員により遠ざけられることができる。引張りバネ
１３に結合された緊張ローラ１２から成る緊張装置は、
ベルトの展張長さを材料横断面積の増大と共に大きくな
る被加工体５の直径に対応させる。

第１ｂ図に示される本実旋形装置の休止位置において、
ベルトｌは駆動位置においてベルトｌと係合しない附加
的転向ローラ１５と接触し、次いで支承台２上方を案内
され、ローラ６の作動位置の直前を上方に向って案内さ
れる。このようにして成形コア部材４は装置の限定され
た範囲内において挿入されま１こ取出され得る。

第２図に詳細に図示された本発明装置の他の実施形にお
いて、さらに他の若干の構造的特徴が示される。ここで
は主要部分については第１ａ図及び第１ｂ図において使
用されたと同じ参照符号が使用されている。変形された
構成については場合により参照符号にダッシュを附して
示す。

第２図において、支承台２は短縮された状態で図示され
ており、これは床面にボルト留めされた脚２１乃至２３
上に架橋されている。

緊張ローラ１２のためのばね１３’は望遠鏡式に筒状体
内に収納されているが、作業工程の経過により変化する
ベルト長さに対応して調整することに変りはない。駆動
ローラ１１は、第２図に示される簡単化された実施態様
の場合、クランクハンドル１０１を操作してプーリーベ
ルト２４を介して回転せしめられ、これは少量生産用の
装置に適している。

第２図の本発明装置実施形の駆動位置においては、比較
的小さい成形コア部材４°と関連して、ロー２６及び７
はその共通のレバー２５ｍの一方端部に配置されており
、該レバーの他方端部には転向ローラ８と共に他のレバ
ー２５ｂの一方端部が関節結合されており、該レバー　
２５ｂは旋回点２６を中心として旋回可能であり、支承
台２１の端部において容易に揚挙可能に設けられている
。ローラ６を比較的小径とすることにより、ベルトｌは
横断面円形の成形コア部材４上に容易に巻付くことがで
き、最終的に中空体を形成するべき材料の抑圧が常に保
証される。支承台２“の長手方向において移動し得るよ
うにレール２７上の基台にローラ１５が装着されており
、成形コア部材の種々の寸法に適応し得るよう区なされ
る。

ベルトの逆走行部分は支承台２の下方において洗浄装置
２８を走過する。これにはブラシ２９乃至３１が設けら
れ、被加工体と接触したベルトの表面に附着したプラス
チックスを槽中に入れた溶剤で洗浄する。ベルトの裏面
に対向ローラ３２乃至３５が当接して適当な押圧力を与
える。代替的或は追加的浄化装置（図示せず）とし℃、
例えば自動食器洗浄機に使用されているスプレーノズル
（場合ニより′回転式の）を設けることができる。

このようにしてベルトから膠着残渣が除去され、支承台
上の走行ベルトにはもはや使用材料残渣は附着しておら
ず、新たに成形コア部材上に巻付（べき材料は常に清浄
な搬送ベルト上にある。

本発明による方法乃至これに使用される装置は、種々の
態様で使用され、種々の種類の可撓性支承材料を中空体
を形成する被覆材料間に、場合により中間層との間に導
入することができる。製造過程は、ベルトが成形コア部
材を回って螺旋状旋回の一部を形成し、流人材料が斜め
方向に導入されるときは、エンドレス式に行われ得る０
装置の側方部分が成形コア部材の進入を阻害しない限り
、成形コア部材の長さはベルトの幅により限定されない
。

中空体の完成後内方或は外方に剥離剤の使用により除去
されるべき暫定的充填材の導入により、成形コア部材が
軸方向において変化する横断面を有し、強度乃至弾性要
件に対し追加的に適合し得るようにすることができる。

中空体硬化のために、図示され℃いないが、放射線源を
筒状体コアの外方に（或は内方にも）設けることができ
る。このような構成体を十分に収容し得る窒間が存在す
ること、また上記構成体が材料給送と全く無関係に操作
可能であることは勿論である。なお本発明は上述した具
体的実施例に限定されるべきものではない。上述した所
とは全く異質の若干の改変実施態様も容易に考え得る。

【図面の簡単な説明】

添附図面中、第１ａ及び第１ｂ図は、本発明第１実施形の作動位置及
び休止位置における説明図、第２図は本発明の更に他の実施形の説明図である。その主要部分と符号との対応関係は以下の通りである。コンベアベルト・・・ｌ、支承台・・・２）第１　転向
”−ラ・・・３、ブレーキ・・・３ａ、筒状体コア（成
形用コア）・・・４、中空体（被加工片）・・・５、第
２転向ローラ・・・６、その他の転向ローラ・・・７乃
至９、駆動モータ・・・１０、駆動ローラ・・・１１．
緊張ローラ・・・１２）緊張発条・・・１３、洗浄装置
・・・２８、ブラシ・・・２９乃至３１代理人　弁理士　１）代　黒　治手続補正書（方式）昭和６１年９Ｊ］１９日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ことに円形の横断面を有する筒状体コアと、この
筒状体を部分的に包囲する対向面とを使用し、この間隙
部分を中空体構成材料供給のために使用する、積層材料
から中空体を製造する方法において、間隙部分を除いて
上記筒状体を包囲し、緊張状態で駆動されるコンベアベ
ルトを上記対向面として使用し、上記筒状体を遊動的に
装着し、材料供給をコンベアベルトの走行路終端近くに
おいて上記筒状体に近接する部分でコンベアベルト上に
給送することにより行うことを特徴とする方法。
（２）特許請求の範囲（１）による方法において、材料
供給のためのコンベアベルト部分が平面状態であり、積
層を形成する材料層がベルト展張方向において無圧下に
供給され得ることを特徴とする方法。
（３）上記特許請求の範囲の何れかによる方法において
、上記筒状体を包囲するコンベアベルト部分の角度範囲
を２７０°以上となるように選択し、コンベアベルトが
その駆動走行方向において上記筒状体を離れる点におけ
る筒状体接線が、コンベアベルト駆動走行方向に対し平
行に向けられた構成部分と、筒状体へ向つて運動せしめ
られるコンベアベルト部分において当接することを特徴
とする方法。
（４）上記各特許請求の範囲の何れかによる方法におい
て、コンベアベルトが駆動走行方向において筒状体の前
で制動されることを特徴とする方法。
（５）特許請求の範囲（４）の方法において、上記制動
が駆動装置と筒状体の間において行われることを特徴と
する方法。
（６）上記特許請求の範囲の何れかによる方法において
、積層を形成する材料のほかに、コンベアベルト駆動走
行方向において、充填材料が供給され、これは後に成形
体から除去されるべき暫定的の空間維持材として作用す
ることを特徴とする方法。
（７）特許請求の範囲（６）による方法において、上記
の暫定的充填材が分離手段を有することを特徴とする方
法。
（８）上記特許請求の範囲の何れかによる方法において
、筒状体上に押圧された材料がコンベアベルトを透過し
て放射線照射により処理されることを特徴とする方法。
（９）上記特許請求の範囲の何れかによる方法において
、表面層材料及び充填材料が筒状体上に螺旋形状に巻付
けられ、成形体が装置側方から導かれ、被加工体の長さ
が筒状体の幅を超過し、場合により製造がエンドレスに
行われることを特徴とする方法。
（１０）ことに円形の横断面を有する筒状体コアと、こ
の筒状体を部分的に包囲する対向面とを使用し、この間
隙部分を中空体構成材料供給のために使用する、積層材
料から中空体を製造するための装置において、間隙部分
を除いて上記筒状体を包囲し、緊張状態で駆動されるコ
ンベアベルトを上記対向面として使用し、上記筒状体を
装置内に遊動的に装着し、コンベアベルト走行路終端近
くにおいて上記筒状体に近接する面上に材料供給が行わ
れるように転向ローラが設けられていることを特徴とす
る装置。
（１１）特許請求の範囲（１０）による装置において、
材料供給のためのコンベアベルト部分が平面状になされ
ており、積層を形成する材料層がベルト展張方向におい
て無圧下に供給され得ることを特徴とする装置。
（１２）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、上記筒状体を包囲するコンベアベルト部分の角度範
囲を２７０°以上となるように選択し、コンベアベルト
がその駆動走行方向において上記筒状体を離れる点にお
ける筒状体接線が、コンベアベルト駆動走行方向に対し
平行に向けられた構成部分と、筒状体へ向つて運動せし
められるコンベアベルト部分において当接することを特
徴とする装置。
（１３）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、コンベアベルトのための調節可能の制動装置がベル
ト駆動走行方向において筒状体の前方に設けられている
ことを特徴とする装置。
（１４）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、コンベアベルトがエンドレスに構成されていること
を特徴とする装置。
（１５）特許請求の範囲（１３）或は（１４）による装
置において、上記制動装置が駆動装置と筒状体の間に設
けられていることを特徴とする装置。
（１６）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、第１転向ローラが、コンベアベルト駆動走行方向に
おいて、材料供給個所の前に、第２転向ローラが筒状体
を包囲するベルトの終端にそれぞれ設けられていること
を特徴とする装置。
（１７）特許請求の範囲（１６）による装置において、
上記第２転向ローラが材料供給帯域から離れる方向に旋
転し得るように設けられていることを特徴とする装置。
（１８）特許請求の範囲（１７）による装置において、
上記筒状体を包囲するようにベルトを案内するための他
のローラが上記第２転向ローラと共に、軸を中心として
旋回し得る共通の支持体上に軸支されていることを特徴
とする装置。
（１９）特許請求の範囲（１８）による装置において、
材料供給個所の上方、コンベアベルトの駆動走行方向に
おいて上記第２転向ローラ前方に第３ローラが設けられ
ていることを特徴とする装置。
（２０）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、小径筒状体の場合のコンベアベルト短縮を補償する
ための長さ調整手段が設けられていることを特徴とする
装置。
（２１）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、コンベアベルトのための長さ調整手段が、第４の転
向ローラから構成され、これが材料供給個所下方におい
て、ベルト展張方向に平行な発条力により調整され得る
ようになされたことを特徴とする装置。
（２２）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、コンベアベルトの材料供給帯域がテーブル状支承面
上方に設けられていることを特徴とする装置。
（２３）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、上記筒状体上に圧着された材料に対しコンベアベル
トを通して放射、照射を行うための手段が設けられてい
ることを特徴とする装置。
（２４）上記特許請求の範囲の何れかによる装置におい
て、コンベアベルトがその側方縁辺において駆動装置の
ための把持手段、ことに鋸歯形状乃至穿孔を有すること
を特徴とする装置。