JPS63173625A - 繊維強化樹脂筒の製造方法 - Google Patents
繊維強化樹脂筒の製造方法Info
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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。
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〕
本発明は繊維強化樹脂筒の製造方法に関し、特に。
ＦＲＰ成形においてレジンインジェクシッン法（Ｒ１法
）により筒状体を製造する方法に関する。
）により筒状体を製造する方法に関する。
一般にＲＩ法による筒状成形体の製造には２強化繊維と
してガラス繊維、カーボン繊維等のマット、ロービング
クロス等のシート状物を芯型に巻付けて外型内にセット
し、樹脂を注入硬化させて製造する方法が採られている
。
してガラス繊維、カーボン繊維等のマット、ロービング
クロス等のシート状物を芯型に巻付けて外型内にセット
し、樹脂を注入硬化させて製造する方法が採られている
。
また、この他にもドライフィラメントワインディング法
により、芯型に連続繊維を巻付け、外型内にセットシ、
樹脂を注入硬化させて製造する方法もある。
により、芯型に連続繊維を巻付け、外型内にセットシ、
樹脂を注入硬化させて製造する方法もある。
しかしながら、前者の方法では、シート状物の繊維構成
が粗であるため、樹脂の含浸性は良いが成形品中の繊維
含有量を多くすることができず９強度的に低いものとな
るという問題がある。
が粗であるため、樹脂の含浸性は良いが成形品中の繊維
含有量を多くすることができず９強度的に低いものとな
るという問題がある。
一方、後者の方法では、フィラメントワインディングに
よって繊維を密に巻付けることができるため１強化繊維
の繊維構成は密になるが、含浸性が著しく悪くなり、樹
脂の注入圧を高くしても未含浸部分が残ることがあり、
また、ワインディングテンシ目ンを緩くすると注入圧に
より繊維の乱れが生じることがあり、実用上問題が多い
。
よって繊維を密に巻付けることができるため１強化繊維
の繊維構成は密になるが、含浸性が著しく悪くなり、樹
脂の注入圧を高くしても未含浸部分が残ることがあり、
また、ワインディングテンシ目ンを緩くすると注入圧に
より繊維の乱れが生じることがあり、実用上問題が多い
。
また、ＲＩ法ではないが、連続繊維に樹脂を含浸し。
その後その連続繊維を芯型に巻付けて硬化させ、樹脂筒
を成形するウェットワインディング法が知られているが
、この方法では外型を使用しないため、成形品の外観が
悪いという問題がある。
を成形するウェットワインディング法が知られているが
、この方法では外型を使用しないため、成形品の外観が
悪いという問題がある。
本発明は、上記問題を解決せんとするもので、ドライフ
ィラメントワインディング法を利用して繊維を密に芯型
に巻付けながら、樹脂注入時に樹脂を確実に含浸させる
ことができ、且つ外面が美麗な繊維強化樹脂成形筒を製
造することのできる方法を提供することを目的とする。
ィラメントワインディング法を利用して繊維を密に芯型
に巻付けながら、樹脂注入時に樹脂を確実に含浸させる
ことができ、且つ外面が美麗な繊維強化樹脂成形筒を製
造することのできる方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、上述の問題点を解決すべく鋭意検討の結
果、芯型に連続繊維を巻付ける際、繊維の巻層の間に布
状物を介在させることにより、樹脂含浸性が著しく向上
することを見出し１本発明に到達したものである。即ち
１本発明は、芯型に布状物と連続繊維とを交互に巻装し
て複数のを層を形成し、内面に所要の筒外形を有する割
り型からなる外型内に、前記を層を形成した芯型を装着
し、前記外型と芯型との間に合成樹脂液を圧入して該樹
脂液と前記巻層とを一体化し、硬化させて成形品とし、
その後、該成形品を前記外型から脱型し、該成形品から
芯型を脱型することを特徴とする繊維強化樹脂筒の製造
方法を要旨とする。
果、芯型に連続繊維を巻付ける際、繊維の巻層の間に布
状物を介在させることにより、樹脂含浸性が著しく向上
することを見出し１本発明に到達したものである。即ち
１本発明は、芯型に布状物と連続繊維とを交互に巻装し
て複数のを層を形成し、内面に所要の筒外形を有する割
り型からなる外型内に、前記を層を形成した芯型を装着
し、前記外型と芯型との間に合成樹脂液を圧入して該樹
脂液と前記巻層とを一体化し、硬化させて成形品とし、
その後、該成形品を前記外型から脱型し、該成形品から
芯型を脱型することを特徴とする繊維強化樹脂筒の製造
方法を要旨とする。
本発明において使用する布状物は、樹脂を容易に通過さ
せることができるものであれば任意であり１例えば、布
、不織布、！４等を用いることができ、特に、寒冷紗等
の薄い粗目布が好適である。１層を構成する布状物は広
い１枚のものであってもよいが、テープ状のものを利用
すると１巻付けが容易となり好ましい。
せることができるものであれば任意であり１例えば、布
、不織布、！４等を用いることができ、特に、寒冷紗等
の薄い粗目布が好適である。１層を構成する布状物は広
い１枚のものであってもよいが、テープ状のものを利用
すると１巻付けが容易となり好ましい。
連続繊維及び布状物の芯型への巻付けには２通常のフィ
ラメントワインディング機を利用することができる。こ
の際、前記したように、テープ状の布状物を用いると、
連続繊維とテープ状の布状物とを交互に自動的に巻付け
ることが可能となり、布状物の巻付は作業を極めて能率
よく行うことができる。
ラメントワインディング機を利用することができる。こ
の際、前記したように、テープ状の布状物を用いると、
連続繊維とテープ状の布状物とを交互に自動的に巻付け
ることが可能となり、布状物の巻付は作業を極めて能率
よく行うことができる。
本発明に使用する連続繊維としては１強化繊維として使
用しうる連続繊維であれば任意であり、ガラスロービン
グ、カーボンロービング等を挙げることができる。また
、樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等任意で
ある。
用しうる連続繊維であれば任意であり、ガラスロービン
グ、カーボンロービング等を挙げることができる。また
、樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等任意で
ある。
上記したように１本発明においては、外型内に配置され
た芯型上には、連続ｗ４４層と布状物層とが交互に形成
されるため、樹脂含浸性の良い布状物層を通して圧入樹
脂が流動し、連続繊維層に良好に含浸され１強化繊維密
度の高い、従って強度の大きい樹脂筒を製造することが
可能である。また、布状物層は連続繊維層の注入樹脂に
よる乱れを防ぐ効果も有しており、特に。
た芯型上には、連続ｗ４４層と布状物層とが交互に形成
されるため、樹脂含浸性の良い布状物層を通して圧入樹
脂が流動し、連続繊維層に良好に含浸され１強化繊維密
度の高い、従って強度の大きい樹脂筒を製造することが
可能である。また、布状物層は連続繊維層の注入樹脂に
よる乱れを防ぐ効果も有しており、特に。
最内外層（芯型、外型に接する部分）に配置すると。
一層、連続繊維層の乱れを防ぐことができ、このため。
＊ｍの巻張力を下げ、樹脂の含浸を一層容易にしながら
繊維層の乱れのない良好な成形品を得ることができる。
繊維層の乱れのない良好な成形品を得ることができる。
以下１本発明の製造方法を図面を参照して更に詳細に説
明する。
明する。
第１Ａ図において、フィラメントワインディング機のマ
ンドレル１を回転させ、その外周にガラスロービング、
カーボンロービング等の連続繊維２と、寒冷紗のテープ
３とを交互に巻付け、複数の巻層４を形成する。この巻
層４は２例えば第１Ｂ図に示すように９ＭＬ内層より、
寒冷紗ｊｉ３ａ、連続繊維１ｉ２ ａ、寒冷紗層３ｂ、
連続繊維層２ｂ、寒冷紗層３Ｃからなる。
ンドレル１を回転させ、その外周にガラスロービング、
カーボンロービング等の連続繊維２と、寒冷紗のテープ
３とを交互に巻付け、複数の巻層４を形成する。この巻
層４は２例えば第１Ｂ図に示すように９ＭＬ内層より、
寒冷紗ｊｉ３ａ、連続繊維１ｉ２ ａ、寒冷紗層３ｂ、
連続繊維層２ｂ、寒冷紗層３Ｃからなる。
次に、このマンドレル１及びその上の巻層４を、第１Ｃ
図に示すように、外型５内に装着する。ここで使用する
外型５は第２図に示すように上下二つの割り型５Ａ、５
Ｂで構成されている。第１Ｃ図において、上側の割り型
５Ａには、中央部注入口６及び端部注入ロアが設けられ
ている。なお、前記マンドレル１に形成された巻層４の
右端は頂クシており、外型５との間に樹脂注入空間８を
形成しろるようになっている。外型５の右端近傍には０
リング９を、左端には止めリング１０を配置して樹脂の
外部への漏れを防止し、且つ中央部注入口６には止め栓
１１をした状態において、端部注入ロアより樹脂液を圧
入する。これによって圧入＃Ａ脂は、マンドレル１で構
成される芯型と外型５との間に配置された巻１１４内に
、端部から浸透し、１層層４と一体化する。ここで、＠
層４の寒冷紗層は樹脂液が浸透しやすいので、樹脂液゛
はこの寒冷紗層を通うで巻層４の全長に広がり、且つそ
の寒冷紗層の近傍の連続繊維層に広がることにより２巻
層全体に極めて均一に含浸されることとなる０次に、樹
脂液を加熱硬化或いは自然硬化させて成形品とし、その
後、該成形品を外型５から脱型し、該成形品からマンド
レル１を脱型する０以上の工程により１強化繊維歯度が
高く、樹脂が全体に均一に含浸した１表面美麗な繊維強
化樹脂筒が製造される。
図に示すように、外型５内に装着する。ここで使用する
外型５は第２図に示すように上下二つの割り型５Ａ、５
Ｂで構成されている。第１Ｃ図において、上側の割り型
５Ａには、中央部注入口６及び端部注入ロアが設けられ
ている。なお、前記マンドレル１に形成された巻層４の
右端は頂クシており、外型５との間に樹脂注入空間８を
形成しろるようになっている。外型５の右端近傍には０
リング９を、左端には止めリング１０を配置して樹脂の
外部への漏れを防止し、且つ中央部注入口６には止め栓
１１をした状態において、端部注入ロアより樹脂液を圧
入する。これによって圧入＃Ａ脂は、マンドレル１で構
成される芯型と外型５との間に配置された巻１１４内に
、端部から浸透し、１層層４と一体化する。ここで、＠
層４の寒冷紗層は樹脂液が浸透しやすいので、樹脂液゛
はこの寒冷紗層を通うで巻層４の全長に広がり、且つそ
の寒冷紗層の近傍の連続繊維層に広がることにより２巻
層全体に極めて均一に含浸されることとなる０次に、樹
脂液を加熱硬化或いは自然硬化させて成形品とし、その
後、該成形品を外型５から脱型し、該成形品からマンド
レル１を脱型する０以上の工程により１強化繊維歯度が
高く、樹脂が全体に均一に含浸した１表面美麗な繊維強
化樹脂筒が製造される。
なお、上記実施例では、端部注入ロアから樹脂液を圧入
したが、これは肉厚の厚い（巻層の多い）繊維強化樹脂
筒を製造する場合に好適な方法である。肉厚の薄いもの
は、第３図に示すように、端部注入ロアを止め栓１１で
閉塞し、中央部注入口６から樹脂液を圧入することによ
っても成形可能である。
したが、これは肉厚の厚い（巻層の多い）繊維強化樹脂
筒を製造する場合に好適な方法である。肉厚の薄いもの
は、第３図に示すように、端部注入ロアを止め栓１１で
閉塞し、中央部注入口６から樹脂液を圧入することによ
っても成形可能である。
更に、上記実施例では２円形断面のマンドレル１を使用
して円筒状の筒を製造する方法を説明したが、マンドレ
ル１の形状は任意であり、マンドレル１の形状及び外型
５の形状を三角形、四角形等とすることにより、三角形
、四角形等の任意な断面形状の筒を製造することも可能
である。
して円筒状の筒を製造する方法を説明したが、マンドレ
ル１の形状は任意であり、マンドレル１の形状及び外型
５の形状を三角形、四角形等とすることにより、三角形
、四角形等の任意な断面形状の筒を製造することも可能
である。
また、上記実施例では単体の筒を製造する場合を説明し
たが２本発明はこの場合に限定されるものでなく。
たが２本発明はこの場合に限定されるものでなく。
筒とその筒に接合した他の部材とを一体に成形する場合
にも適用可能である。従来、ＦＲＰの大型容器類の製造
は、外板と筒状の補強フレームとを別々に成形し。
にも適用可能である。従来、ＦＲＰの大型容器類の製造
は、外板と筒状の補強フレームとを別々に成形し。
その後両者をハンドレイアップ法等によって接合する方
法を採っていたが、補強フレームの成形に本発明方法を
応用することにより、外板と補強フレームとをＲＩ法に
より一体成形することが可能となり、成形能率と組み合
わせ強度を向上させることができる。
法を採っていたが、補強フレームの成形に本発明方法を
応用することにより、外板と補強フレームとをＲＩ法に
より一体成形することが可能となり、成形能率と組み合
わせ強度を向上させることができる。
以下、具体的な実施例によって２本発明の詳細な説明す
る。
る。
実施例■
次に示す使用材料１条件等で、第１Ａ図〜第１ｃ図に示
す方法によって樹脂筒を製造した。
す方法によって樹脂筒を製造した。
使用材料ニガラスロービング、寒冷紗、ポリエステル樹
脂 巻層構成：寒冷紗層＋ガラス層＋寒冷紗層＋ガラス層＋
寒冷紗層 成形品形状：内径１００ｍ、外形１０６ｍ長さ１２０（
Ｉｎの円筒 できあがった樹脂筒の繊維含有率及び曲げ弾性率を測定
し、第１表に示す結果を得た。なお９曲げ試験方法は９
円筒状の成形品をスパン１０００ｍで支持して中央に荷
重を掛けて行き、そのたわみ量を測定して応力−歪曲線
を求めた。
脂 巻層構成：寒冷紗層＋ガラス層＋寒冷紗層＋ガラス層＋
寒冷紗層 成形品形状：内径１００ｍ、外形１０６ｍ長さ１２０（
Ｉｎの円筒 できあがった樹脂筒の繊維含有率及び曲げ弾性率を測定
し、第１表に示す結果を得た。なお９曲げ試験方法は９
円筒状の成形品をスパン１０００ｍで支持して中央に荷
重を掛けて行き、そのたわみ量を測定して応力−歪曲線
を求めた。
実施例…
次に示す使用材料９条件等で、第１Ａ図〜第１ｃ図に示
す方法によって樹脂筒を製造し、実施例Ｉと同様に、で
きあがった樹脂筒の繊維含有率及び曲げ弾性率を測定し
、第１表に示す結果を得た。
す方法によって樹脂筒を製造し、実施例Ｉと同様に、で
きあがった樹脂筒の繊維含有率及び曲げ弾性率を測定し
、第１表に示す結果を得た。
使用材料：カーボンロービング、寒冷紗、ポリエステル
樹脂 巻層構成：寒冷紗層＋カーボッ層＋寒冷紗層十カーボン
層＋寒冷紗層＋カーボン層＋寒冷紗層 成形品形状：実施例■に同じ 比較例Ｉ ガラスロービングをポリエステル樹脂液に含浸させた後
、マンドレルに巻付け、硬化させて実施例■と同形状の
成形品を得たくウェットワインディング法）。
樹脂 巻層構成：寒冷紗層＋カーボッ層＋寒冷紗層十カーボン
層＋寒冷紗層＋カーボン層＋寒冷紗層 成形品形状：実施例■に同じ 比較例Ｉ ガラスロービングをポリエステル樹脂液に含浸させた後
、マンドレルに巻付け、硬化させて実施例■と同形状の
成形品を得たくウェットワインディング法）。
得られた成形品につき、実施例Ｉと同様の測定を行い。
第１表に示す結果を得た。
比較例■
カーボンロービングをポリエステル樹脂液に含浸させた
後、マンドレルに巻付け、硬化させて実施例Ｉと同形状
の成形品を得た（ウェットワインディング法）。
後、マンドレルに巻付け、硬化させて実施例Ｉと同形状
の成形品を得た（ウェットワインディング法）。
得られた成形品につき、実施例Ｉと同様の測定を行い。
第１表に示す結果を得た。
比較例■
ガラス繊維のプリフォームマントを用いて、ＲＩ法底成
形より、実施例■と同形状の成形品を得た。この成形品
につき、実施例Ｉと同様の測定を行い、第１表第１表 に示す結果を得た。
形より、実施例■と同形状の成形品を得た。この成形品
につき、実施例Ｉと同様の測定を行い、第１表第１表 に示す結果を得た。
第１表より、明らかなように、実施例１．ＩＩによって
得た成形品は、プリフォームマントを利用した成形品（
比較例■）に比べ、はるかに繊維含有率及び曲げ弾性率
が大きく、Ｒ１法でありながら、ウェットワインディン
グ法による成形品（比較例１． Ｉｆ）と同等の物性
を備えていた。しかも、外観はウェットワインディング
法による成形品（比較例１． ＩＩ）に比べてはるか
に美麗であった。
得た成形品は、プリフォームマントを利用した成形品（
比較例■）に比べ、はるかに繊維含有率及び曲げ弾性率
が大きく、Ｒ１法でありながら、ウェットワインディン
グ法による成形品（比較例１． Ｉｆ）と同等の物性
を備えていた。しかも、外観はウェットワインディング
法による成形品（比較例１． ＩＩ）に比べてはるか
に美麗であった。
以上に説明したように９本発明方法によれば１次のよう
な効果を得ることができる。
な効果を得ることができる。
（１１連続繊維の巻層間に布状物を入れることにより。
樹脂の流動性が良くなり、注型作業が容易となる。
（２）樹脂正大時に、布状物が巻層内の連続繊維の乱れ
を防止することにより、繊維の巻張力を下げることがで
き、＃Ａ脂が一層入り易くなると共に、連続繊維巻付は
時の巻付は張力の許容範囲が広がり、張力制御が容易と
なる。
を防止することにより、繊維の巻張力を下げることがで
き、＃Ａ脂が一層入り易くなると共に、連続繊維巻付は
時の巻付は張力の許容範囲が広がり、張力制御が容易と
なる。
（３） 樹脂含浸性が良くなるため、繊維層を量を高
めることができ１強度が著しく向上する（従来のウェッ
トワインディング成形品と同程度の強度を得ることがで
きる）。
めることができ１強度が著しく向上する（従来のウェッ
トワインディング成形品と同程度の強度を得ることがで
きる）。
（４） ウェットワインディング法による成形品に比
べて。
べて。
外型を使用するため成形品の外面が美麗となる。
＋５１ＦＲＰ製大型容器類の製造に際し、補強フレーム
の成形に本発明方法を応用することにより、外板と補強
フレームとをＲ１法により一体成形することが可能とな
り、成形能率を高めることができるばかりでなく。
の成形に本発明方法を応用することにより、外板と補強
フレームとをＲ１法により一体成形することが可能とな
り、成形能率を高めることができるばかりでなく。
組み合わせ強度を増すことができる。
第１Ａ図〜第１Ｃ図は本発明の一実施例による製造方法
を示すもので、第１Ａ図はマンドレル１に連続繊維及び
寒冷紗テープを巻付ける状態を示す斜視図、第１Ｂ図は
マンドレルｌ外周に形成した巻層の一部を示す断面図、
第１Ｃ図はマンドレル１及びその外周の巻層を外型５内
に装着した状態を示す断面図、第２図は第１Ｃ図の■−
■矢視断面図、第３図は他の実施例を示す第１Ｃ図と同
様な断面図である。 １・・−マンドレル（芯型） ２−・連続繊維２ａ、２
ｂ−・・連続繊維層 ３・・・寒冷紗テープ３ ａ、
３ ｂ、 ３ ｃ−一寒冷紗Ｊｉ ４−巻層５−
・−外型 ６−・−中央部注入口７一端部注入口
８・−樹脂注入空間代理人 弁理士 乗 松 恭 三 １・・−マンｆ−ｖｒＶ ２−速欣珀慄 牙１Ａ図 オ］Ｂ因
を示すもので、第１Ａ図はマンドレル１に連続繊維及び
寒冷紗テープを巻付ける状態を示す斜視図、第１Ｂ図は
マンドレルｌ外周に形成した巻層の一部を示す断面図、
第１Ｃ図はマンドレル１及びその外周の巻層を外型５内
に装着した状態を示す断面図、第２図は第１Ｃ図の■−
■矢視断面図、第３図は他の実施例を示す第１Ｃ図と同
様な断面図である。 １・・−マンドレル（芯型） ２−・連続繊維２ａ、２
ｂ−・・連続繊維層 ３・・・寒冷紗テープ３ ａ、
３ ｂ、 ３ ｃ−一寒冷紗Ｊｉ ４−巻層５−
・−外型 ６−・−中央部注入口７一端部注入口
８・−樹脂注入空間代理人 弁理士 乗 松 恭 三 １・・−マンｆ−ｖｒＶ ２−速欣珀慄 牙１Ａ図 オ］Ｂ因
Claims (1)
- 芯型に布状物と連続繊維とを交互に巻装して複数の巻
層を形成し、内面に所要の筒外形を有する割り型からな
る外型内に、前記巻層を形成した芯型を装着し、前記外
型と芯型との間に合成樹脂液を圧入して該樹脂液と前記
巻層とを一体化し、硬化させて成形品とし、その後、該
成形品を前記外型から脱型し、該成形品から芯型を脱型
することを特徴とする繊維強化樹脂筒の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004013A JPS63173625A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 繊維強化樹脂筒の製造方法 |
| US07/142,918 US4849150A (en) | 1987-01-13 | 1988-01-12 | Method of manufacturing fiber-reinforced resin pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004013A JPS63173625A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 繊維強化樹脂筒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63173625A true JPS63173625A (ja) | 1988-07-18 |
| JPH0544908B2 JPH0544908B2 (ja) | 1993-07-07 |
Family
ID=11573086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004013A Granted JPS63173625A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 繊維強化樹脂筒の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4849150A (ja) |
| JP (1) | JPS63173625A (ja) |
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1987
- 1987-01-13 JP JP62004013A patent/JPS63173625A/ja active Granted
-
1988
- 1988-01-12 US US07/142,918 patent/US4849150A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0544908B2 (ja) | 1993-07-07 |
| US4849150A (en) | 1989-07-18 |
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