JPS63167184A - 繊維強化複合樹脂管の製造法 - 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−Ｈの　　分 本発明は、一般には繊維強化複合樹脂管（以後ｒＦＲＰ
管」という、）及びその製造法に、関するものであり、
更に詳しく言えば接ｈｃ長尺化が可能で、特に回転トル
クの伝達に適したＦＲＰ管に関するものであり、例えば
土木分野に於けるポーリング機械の掘削用連結管及び自
動車、船舶、航空機等の輸送機械のプロペラシャフト等
に好適に使用し得るものである。勿論、本発明のＦＲＰ
管は回転トルク伝達用に限定されるものではなく、例え
ば建築分野等における柱、梁、流体輸送用配管等のよう
な引張力、圧縮力のかかる高強度構造用材料としても好
適に使用可能である。

【１匹且遺 従来、例えばポーリング機械に使用される掘削用連結管
としては鋼製パイプが使用されている。

該鋼製パイプを掘削用連結管、つまり掘削用パイプとし
て使用する場合には、該各バイブの両端部に夫々雄ねじ
及び雌ねじを予め形成し、連結すべき隣接する二つのパ
イプの当接端部に形成された該雄ねじと雌ねじを螺合せ
しめることにより直接両パイプを接続し、所望の長さに
連結する方法が採用されている。又、別法として、各パ
イプの両端部には雄ねじを形成し、接続用の雌ねじ付短
管で両パイプを接続する方法もとられている。

１が　？しようと　る。′ｔへ 上述のように、従来の掘削用パイプは鋼製とされるため
に、 （１）重量が大であり作業性が悪いのみならず、特に数
千メートルのポーリングになると掘削用パイプの荷重だ
けでも数百トンとなり、特別に該掘削用パイプのための
支持構造体が必要とされる。

（２）石油、天然ガスの掘削に見られる酸処理作業時に
は、使用される塩酸により掘削用パイプが腐食する。

といった問題があった。

介ｍ的一 本発明の目的は、重量を軽減し、腐食の問題をなくシ、
且つ耐引張り、＃内圧性が大きく、接続長尺化可能なＦ
ＲＰ管及びその製造法を提供することである。

本発明の他の目的は、相当大きな回転トルクを伝達する
ことができ、接続長尺化が可能なＦＲＰ管及びその製造
法を提供することである。

８、　占　　　　るための 上記諸口的は本発明に係るＦＲＰ管によって達成される
。要約すれば本発明は、繊維強化樹脂にて形成された中
空管の両端部分を所定の長さにわたり中間部分より厚肉
に形成し、該各端部にそれぞれ管接続用のための雄ねじ
及び雌ねじを形成したことを特徴とする接続長尺化可能
な繊維強化複合樹脂管である。

斯るＦＲＰ管は、所定の長さ及び断面形状を有した細長
のマンドレルと、該細長マンドレルより大径とされ、雄
ねじが形成され且つ前記細長マンドレルの一端部に着脱
自在に取付けられた雌ねじ加工用マンドレルとから成る
複合マンドレルを用意する工程、該複合マンドレル上に
樹脂含浸繊維を巻き付け、該複合マンドレルの両端部に
て中間部より厚肉となるように所定の肉厚を有した繊維
強化樹脂層を形成する工程、前記複合マンドレルの前記
雌ねじ加工用マンドレルの側とは反対側端部に形成され
た繊維強化樹脂層の外周囲に内部に雌ねじが形成された
半割り金型を取付ける工程。

該ｍ維強化樹脂層を硬化する工程、次いで、雌ねじ加工
用マンドレル及び細長マンドレルを前記繊維強化樹脂層
から除去する工程を有することを特徴とする製造法にて
好適に製造される。

１崖１ 次に、本発明に係るＦＲＰ管及びその製造法を図面に側
して更に詳しく説明する。

第１図には本発明に係るＦＲＰ管の一実施例が示される
０本発明に係るＦＲＰ管ｌは、繊維強化樹脂にて形成さ
れた中空管から成り、特に該中空管の両端部分２．４は
所定の長さ立にわたり中間部分６より厚肉に形成し、該
各端部にそれぞれ管Ｊｌｉ続用のための雌ねじ２ａ及び
雄ねじ４ａが形成される。該雌ねじ２ａ及び雄ねじ４ａ
は互いに螺合し得る構造とされ、従って、斯る構成のＦ
ＲＰ管は一つのＦＲＰ管の雌ねじ２ａと他のＦＲＰ管の
雄ねじ４ａ＠ｇ合せしめることにより複数本を互いに接
続し長尺化することができる。

ＦＲＰ管１は１強化繊維としては炭素繊維、ガラス繊維
又はアラミドｍ維が使用され、マトリクス４Ｉ［ｌ脂と
してはエポキシ、不飽和ポリエステル、ウレタンアクリ
レート、ビニルエステル、フェノール、ポリウレタン等
の熱硬化性樹脂及び、ナイロン６、ナイロン６６、ナイ
ロン１２、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ポリカーボネート、ポリア
セタール、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルスルファイド、ポリフェ
ニレンオキシド、ノリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニール等の熱可塑性樹脂が好適に使用され、またこれら
樹脂の中には充填材としてＣａＣＯ３、マイカ、Ａｎ　
（ＯＨ）３　、タルク等を添加しても構わない、更に耐
熱性、耐候性を改良するための添加剤及び着色剤等を添
加することもできる。

以上の構成とされる本発明に係るＦＲＰ管の製造方法を
次に説明する。

先ず、第２図に示されるように、所定の長さ及び断面形
状を有した細長のマンドレル１０と、該細長マンドレル
ｌＯより大径とされた雌ねじ加工用マンドレル１２とか
ら成る複合マンドレルが準備される。該複合マンドレル
は、雌ねじ加工用マンドレル１２に凸部を、細長マンド
レル１０に四部を形成し、該凸部と凹部とを互いに分離
自在に結合することに害り一体に形成される。

本実施例にて、雌ねじ加工用マンドレル１２は全長Ｌ＋
が２００ｍｍ、断面直径が１３８　、４３ｍｍとされ、
細長マンドレル１０との接合端に１００ｍｍ長にてＪＩ
Ｓ、ＰＦ５の雄ねじ加工が施される。細長マンドレル１
０は長さＬｚは１８００ｍｍ、直径が１００ｍｍとされ
、雌ねじ加工用マンドレル１２との接合端は断面直径が
１３８゜４３ｍｍで、約５０　ｍ　ｍ、にて直径が１０
０ｍｍになるように減径される。

前記全長２０００ｍｍとされる複合マンドレルに対し、
第３図に図示するように、両端部１００ｍｍづつを除き
強化繊維として炭素繊維を使用したエポキシ樹脂プリプ
レグを、又は強化繊維として炭素繊維を使用したエポキ
シ樹脂フィラメント若しくはエポキシ樹脂プリプレグテ
ープを通常のワインディング法により巻付け、厚さ６　
ｍ　ｍの繊維強化樹脂層２０を形成した。又、繊維強化
樹脂層２０はその両端部３　　（１００ｍｍ長）におい
ては強度を増すために他の部分より厚く成形され、本実
施例では雌ねじ部２は外径が１５０ｍｍになるように形
成され、又他端は雄ねじ加工をするために１００ｍｍ長
のみ外径が１３８．４３ｍｍとなるように形成された。

又本実施例では、前記エポキシ樹脂プリプレグ又はプリ
プレグテープを使用した場合には成形性を良くするため
にこれらプリプレグを圧着ローラ（図示せず）にてマン
ドレル面に対し長手方向線荷ｉ５　ｋｇ／ｃｍ以上の荷
重で加圧した。更に又１本実施例においては２巻付けら
れたプリプレグ等は雄ねじ加工部４を除いて形状保持の
ための外装テープ（図示せず）を巻き付け、雄ねじ加工
部４は、第４図に図示されるような内部にねじ溝が形成
された半割り金型２２が装着され、プリプレグ等を外側
より締付けて、該雄ねじ加工部の外周囲に雄ねじを形成
するようにした。

次いで、オートクレーブを使用して該成形品を加熱硬化
した。硬化温度は樹脂によって若干異なるが本実施例で
はｌＯ℃／分の割合で１２０℃〜１４０℃まで昇温し、
２時間保持した後、１０℃／分の割合にて冷却した。

冷却後難ねじ加工端部の半割金型２２を取り外し、中間
部テープを取り除いた後マンドレルを分ａｔべく、雌ね
じマンドレル１２は所定方向に回転させながら、両端部
両方向より分離し、前記繊維強化樹脂層２０から軸線方
向外方へと抜きとった。これにより、第１図に図示され
るように１両端部に雄ねじ部と雌ねじ部を有したＦＲＰ
管が得られた。

ヱ」ＬΩ」Ｌ里 本発明に係るＦＲＰ管は以上の如くに構成されるために
１重縫を軽減し、ｇ食の問題をなくし、１つ耐引張り、
耐内圧性が大きく、接続長尺化が可衡であるという効果
を有する。更に本発明のＦＲＰ管は相当大きな回転トル
クを伝達することも可能であり１種々の用途に好適に採
用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るＦＲＰ管の一実施例の断面図で
ある。 第２図は、第１図の本発明に係るＦＲＰ管を製造する際
に使用するマンドレルの正面図である。 第３図は、マンドレルに繊維強化樹脂層を形成した状態
を示す正面図である。 第４図は、繊維強化樹脂層の端部を雄ねじを形成するた
めの金型の斜視図である。 １　：　ＦＲＰ管 ２：雌ねじ端部 ４：雄ねじ端部 ２ｏｒｔａｍ強化樹脂中空管 ２２：雄ねじ加工用金型

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）繊維強化樹脂にて形成された中空管の両端部分を所
   定の長さにわたり中間部分より厚肉に形成し、該各端部
   にそれぞれ管接続用のための雄ねじ及び雌ねじを形成し
   たことを特徴とする接続長尺化可能な繊維強化複合樹脂
   管。 ２）繊維強化樹脂中空管の強化繊維は、炭素繊維、ガラ
   ス繊維又はアラミド繊維であり、マトリクス樹脂は、エ
   ポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル等の熱硬
   化性樹脂、及びナイロン６、ナイロン６６、ポリカーボ
   ネート、ポリアセタール、ポリフエニレンスルフアイド
   、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂である特許請求の範
   囲第１項記載の繊維強化複合樹脂管。 ３）所定の長さ及び断面形状を有した細長のマンドレル
   と、該細長マンドレルより大径とされ、雄ねじが形成さ
   れ且つ前記細長マンドレルの一端部に着脱自在に取付け
   られた雌ねじ加工用マンドレルとから成る複合マンドレ
   ルを用意する工程、該複合マンドレル上に樹脂含浸繊維
   を巻き付け、該複合マンドレルの両短部にて中間部より
   厚肉となるように所定の肉厚を有した繊維強化樹脂層を
   形成する工程、前記複合マンドレルの前記雌ねじ加工用
   マンドレルの側とは反対側端部に形成された繊維強化樹
   脂層の外周囲に内部に雌ねじが形成された半割り金型を
   取付ける工程、該繊維強化樹脂層を硬化する工程、次い
   で、雌ねじ加工用マンドレル及び細長マンドレルを前記
   繊維強化樹脂層から除去する工程を有することを特徴と
   する繊維強化複合樹脂管の製造法。