JPH06218823A - 均一な壁厚を持つ管状引抜成形部材 - Google Patents
均一な壁厚を持つ管状引抜成形部材Info
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- JPH06218823A JPH06218823A JP5320100A JP32010093A JPH06218823A JP H06218823 A JPH06218823 A JP H06218823A JP 5320100 A JP5320100 A JP 5320100A JP 32010093 A JP32010093 A JP 32010093A JP H06218823 A JPH06218823 A JP H06218823A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ほぼ均一な壁厚を備えた管状の引抜成形部材
を製造するプロセス、及び、結果得られる管状の引抜成
形部材を提供する。 【構成】 長手方向軸を持ち、管状部材の壁面を規定す
るソリッドポリマーマトリックスをなす複数の強化繊維
から構成され、前記壁面には、繊維強化液体ポリマーが
マンドレル１８を越え、ダイに通して引き抜かれるその
製造時に、管状引抜成形部材の壁厚の制御に用いられ
た、一連の壁スペーサ２６が前記長手方向軸と平行に組
み込まれている、管状引抜成形部材。
を製造するプロセス、及び、結果得られる管状の引抜成
形部材を提供する。 【構成】 長手方向軸を持ち、管状部材の壁面を規定す
るソリッドポリマーマトリックスをなす複数の強化繊維
から構成され、前記壁面には、繊維強化液体ポリマーが
マンドレル１８を越え、ダイに通して引き抜かれるその
製造時に、管状引抜成形部材の壁厚の制御に用いられ
た、一連の壁スペーサ２６が前記長手方向軸と平行に組
み込まれている、管状引抜成形部材。
Description
【０００１】〔発明の背景〕本発明は、一般に、管状引
抜成形部材(pultruded member)に関するものであり、と
りわけ、均一な壁厚を備えた管状引抜成形部材、並び
に、こうした管状引抜成形加工部材を製造する方法に関
するものである。
抜成形部材(pultruded member)に関するものであり、と
りわけ、均一な壁厚を備えた管状引抜成形部材、並び
に、こうした管状引抜成形加工部材を製造する方法に関
するものである。
【０００２】引抜成形プロセスは、一般に、繊維の連続
した線を樹脂浴または含浸装置に通して引き抜くこと
と、次に、予備成形固定装置に送り込み、セクションを
部分的に成形して、余分な樹脂及び空気の両方または一
方を取り除くことと、さらに、加熱したダイに送り込ん
で、該セクションを連続硬化させることから構成され
る。一般に、このプロセスは、ガラス繊維強化引抜成形
型材の製造に利用される。引抜成形テクノロジのさらに
詳細な説明については、参考までに、そっくりそのまま
本書に組み込まれている、１９８５年にニューヨークの
チャップマン・アンド・ホール（Chapman & Hall）から
初版が発行された、レイモンド・Ｗ・メイヤー (Raymon
d W.Meyer)による「引抜成形技術ハンドブック (Handbo
ok of Pultrusion Technology)」を参照されたい。引抜
成形プロセスの場合、繊維をポリマー浴に浸漬させ、適
合する温度及び高温のダイ開口部に通して引き抜くこと
によって、切削し、成形し、機械加工することが可能な
ダイの寸法及び形状を備えた中実部品が得られる。一般
に、ホール、スロット、リッジ、グルーブ、接触領域、
または、ネジ山は、従来の機械加工技法によって、引抜
成形加工合成部材に形成される。代替案として、引抜成
形プロセスに修正を加えて、まず、引抜成形部材をダイ
から取り出すと、柔軟であり、曲げるか、あるいは、別
様にある形に成形すると、引き続き、硬化させることに
よって、剛性の構造部品になるようにすることが可能で
ある。さらに、樹脂が熱可塑性の場合、該プロセスは、
ダイから高温の部品を取り出し、成形し、その後、冷却
して、固化させるか、あるいは、引き続き加熱して、成
形し、それから、冷却するように調整することが可能で
ある。
した線を樹脂浴または含浸装置に通して引き抜くこと
と、次に、予備成形固定装置に送り込み、セクションを
部分的に成形して、余分な樹脂及び空気の両方または一
方を取り除くことと、さらに、加熱したダイに送り込ん
で、該セクションを連続硬化させることから構成され
る。一般に、このプロセスは、ガラス繊維強化引抜成形
型材の製造に利用される。引抜成形テクノロジのさらに
詳細な説明については、参考までに、そっくりそのまま
本書に組み込まれている、１９８５年にニューヨークの
チャップマン・アンド・ホール（Chapman & Hall）から
初版が発行された、レイモンド・Ｗ・メイヤー (Raymon
d W.Meyer)による「引抜成形技術ハンドブック (Handbo
ok of Pultrusion Technology)」を参照されたい。引抜
成形プロセスの場合、繊維をポリマー浴に浸漬させ、適
合する温度及び高温のダイ開口部に通して引き抜くこと
によって、切削し、成形し、機械加工することが可能な
ダイの寸法及び形状を備えた中実部品が得られる。一般
に、ホール、スロット、リッジ、グルーブ、接触領域、
または、ネジ山は、従来の機械加工技法によって、引抜
成形加工合成部材に形成される。代替案として、引抜成
形プロセスに修正を加えて、まず、引抜成形部材をダイ
から取り出すと、柔軟であり、曲げるか、あるいは、別
様にある形に成形すると、引き続き、硬化させることに
よって、剛性の構造部品になるようにすることが可能で
ある。さらに、樹脂が熱可塑性の場合、該プロセスは、
ダイから高温の部品を取り出し、成形し、その後、冷却
して、固化させるか、あるいは、引き続き加熱して、成
形し、それから、冷却するように調整することが可能で
ある。
【０００３】管状または中空の引抜成形部材を製造する
場合、加熱ダイの成形ダイセクション、及び、しばし
ば、加熱ダイ自体が完全に通されるポリマー浴の前に、
マンドレルが、間隔をおいて取り付けられる。管状の引
抜成形部材の内部ホール特徴が、引抜成形機の後部だけ
で支持された、所望の内部形状のカンチレバー式マンド
レルによって形成される。結果として、カンチレバー式
マンドレルは、加熱ダイに対して浮いており、支持され
ていない全長及び重量のため、最終的な引抜成形部材の
壁圧を変動させる。さらに、引抜成形製造プロセスにお
いて利用されるロービング及びマット強化材は、それ自
体、±１５％の厚さまで変動する可能性があるので、最
終的な引抜成形部材においては、さらに厚さの変数が生
じる可能性がある。従って、引抜成形プロセスの公差
は、射出成形プロセスに比べてはるかに大きいので、一
般に、２インチ（５．０８ｃｍ）未満の主寸法に対して
壁圧が約±２０％になる。これに対し、射出成形部品
は、厚さの公差が±２％または±０．５％になる。結果
として、射出成形プロセスと引抜成形プロセスの両方に
よって製造される構造管状部品を一緒にまたは交換して
用いることは、不可能ではないにしても、困難である。
場合、加熱ダイの成形ダイセクション、及び、しばし
ば、加熱ダイ自体が完全に通されるポリマー浴の前に、
マンドレルが、間隔をおいて取り付けられる。管状の引
抜成形部材の内部ホール特徴が、引抜成形機の後部だけ
で支持された、所望の内部形状のカンチレバー式マンド
レルによって形成される。結果として、カンチレバー式
マンドレルは、加熱ダイに対して浮いており、支持され
ていない全長及び重量のため、最終的な引抜成形部材の
壁圧を変動させる。さらに、引抜成形製造プロセスにお
いて利用されるロービング及びマット強化材は、それ自
体、±１５％の厚さまで変動する可能性があるので、最
終的な引抜成形部材においては、さらに厚さの変数が生
じる可能性がある。従って、引抜成形プロセスの公差
は、射出成形プロセスに比べてはるかに大きいので、一
般に、２インチ（５．０８ｃｍ）未満の主寸法に対して
壁圧が約±２０％になる。これに対し、射出成形部品
は、厚さの公差が±２％または±０．５％になる。結果
として、射出成形プロセスと引抜成形プロセスの両方に
よって製造される構造管状部品を一緒にまたは交換して
用いることは、不可能ではないにしても、困難である。
【０００４】これまで均一な壁厚を得る上でのこれらの
困難を最小限に抑えるために用いられてきた技法の１つ
は、マンドレルが、加熱ダイの中心内において重力によ
ってさらに中心近くに配置される垂直プロセスとして、
引抜成形プロセスが実行されるようにすることである。
しかし、とりわけ、より大きな引抜成形部材に収容する
には極めて背の高い建造物が必要になるので、これは、
極めて高価なプロセスである。
困難を最小限に抑えるために用いられてきた技法の１つ
は、マンドレルが、加熱ダイの中心内において重力によ
ってさらに中心近くに配置される垂直プロセスとして、
引抜成形プロセスが実行されるようにすることである。
しかし、とりわけ、より大きな引抜成形部材に収容する
には極めて背の高い建造物が必要になるので、これは、
極めて高価なプロセスである。
【０００５】〔発明の概要〕本発明は、ほぼ均一な壁厚
を備えた管状の引抜成形部材を製造するプロセス、及
び、結果得られる管状の引抜成形部材を目的としたもの
である。とりわけ、本発明は、管状引抜成形部材の壁面
内に、壁厚を制御するため、壁の寸法を有する中実のス
ペーサを設けることを目的としたものである。
を備えた管状の引抜成形部材を製造するプロセス、及
び、結果得られる管状の引抜成形部材を目的としたもの
である。とりわけ、本発明は、管状引抜成形部材の壁面
内に、壁厚を制御するため、壁の寸法を有する中実のス
ペーサを設けることを目的としたものである。
【０００６】本発明の原理の実施態様によれば、ほぼ均
一な壁厚を備える管状の引抜成形部材を製造する方法
は、連続した強化繊維、及び、壁スペーサを備えた少な
くとも１つのキャリヤテープを同時に引っ張って、液体
ポリマー浴に通し、加熱ダイに送り込んで、引き抜き、
液体ポリマーを引抜成形部材に成形し、硬化させること
から構成される。壁厚スペーサの厚さは、マンドレルの
外側表面とダイの内側表面の間における均一な距離に等
しい。
一な壁厚を備える管状の引抜成形部材を製造する方法
は、連続した強化繊維、及び、壁スペーサを備えた少な
くとも１つのキャリヤテープを同時に引っ張って、液体
ポリマー浴に通し、加熱ダイに送り込んで、引き抜き、
液体ポリマーを引抜成形部材に成形し、硬化させること
から構成される。壁厚スペーサの厚さは、マンドレルの
外側表面とダイの内側表面の間における均一な距離に等
しい。
【０００７】〔図面の簡単な説明〕図１は、本発明に従
って、管状引抜成形部材を製造するための典型的な引抜
成形装置及びプロセスの斜視図である。図２は、引抜成
形部材の両側に壁スペーサが設けられた、引抜成形装置
のダイ及びマンドレルに関する拡大斜視図である。図３
Ａ及びＢは、マンドレル及び加熱ダイに対するスペーサ
の位置を表す、図１の引抜成形装置に形成された管状引
抜成形部材の断面図である。図４は、部材の両側にスペ
ーサが埋め込まれた、管状引抜成形部材の断面図であ
る。図５は、部材の４つの辺の全てに、スペーサが埋め
込まれた、矩形の断面を備える管状引抜成形部材に関す
る断面図である。図６は、引抜成形部材の長手方向軸と
平行に一連の成形された壁スペーサを備える、ほぼ円形
の引抜成形部材に関する断面図である。図７は、小セク
ションにおいて、あるいは、製造される引抜成形部材の
全長のような連続した長さにわたってスペーサとして用
いることの可能な、それ自体引抜成形部材であるの断面
図である。
って、管状引抜成形部材を製造するための典型的な引抜
成形装置及びプロセスの斜視図である。図２は、引抜成
形部材の両側に壁スペーサが設けられた、引抜成形装置
のダイ及びマンドレルに関する拡大斜視図である。図３
Ａ及びＢは、マンドレル及び加熱ダイに対するスペーサ
の位置を表す、図１の引抜成形装置に形成された管状引
抜成形部材の断面図である。図４は、部材の両側にスペ
ーサが埋め込まれた、管状引抜成形部材の断面図であ
る。図５は、部材の４つの辺の全てに、スペーサが埋め
込まれた、矩形の断面を備える管状引抜成形部材に関す
る断面図である。図６は、引抜成形部材の長手方向軸と
平行に一連の成形された壁スペーサを備える、ほぼ円形
の引抜成形部材に関する断面図である。図７は、小セク
ションにおいて、あるいは、製造される引抜成形部材の
全長のような連続した長さにわたってスペーサとして用
いることの可能な、それ自体引抜成形部材であるの断面
図である。
【０００８】〔好適な実施例の詳細な説明〕本発明によ
れば、マンドレルの外側表面とダイの内側表面の間にお
ける均一な距離に等しい厚さを有する、管状引抜成形部
材に組み込まれた一連の壁スペーサによって、全体にほ
ぼ均一な壁厚が付与される、管状の引抜成形部材、及
び、その製造方法が得られる。「均一な距離」という用
語は、長手方向軸に沿ったその間の距離がほぼ均一にな
るように、マンドレルとダイを互いに精密に位置決めし
た場合の、マンドレルの外側表面とダイの内側表面の間
の距離を表すことを意図したものである。従って、それ
は、例えば、４辺が、断面において、また、引抜成形部
材の４つの長手方向軸のそれぞれに沿って、ほぼ同じ壁
厚を備えている、正方形の断面を備えた管状引抜成形部
材を表すものである。それは、また、同様の管状引抜成
形部材が、例えば、同じ均一な壁厚を有する２つの平行
な辺と、同じ均一であるが、異なる壁厚を有する２つの
直交する辺を備えていることを表すものである。同様
に、それには、断面の壁厚並びに長手方向軸に沿った壁
厚が、ほぼ均一な、ほぼ円形の管状引抜成形部材が含ま
れる。
れば、マンドレルの外側表面とダイの内側表面の間にお
ける均一な距離に等しい厚さを有する、管状引抜成形部
材に組み込まれた一連の壁スペーサによって、全体にほ
ぼ均一な壁厚が付与される、管状の引抜成形部材、及
び、その製造方法が得られる。「均一な距離」という用
語は、長手方向軸に沿ったその間の距離がほぼ均一にな
るように、マンドレルとダイを互いに精密に位置決めし
た場合の、マンドレルの外側表面とダイの内側表面の間
の距離を表すことを意図したものである。従って、それ
は、例えば、４辺が、断面において、また、引抜成形部
材の４つの長手方向軸のそれぞれに沿って、ほぼ同じ壁
厚を備えている、正方形の断面を備えた管状引抜成形部
材を表すものである。それは、また、同様の管状引抜成
形部材が、例えば、同じ均一な壁厚を有する２つの平行
な辺と、同じ均一であるが、異なる壁厚を有する２つの
直交する辺を備えていることを表すものである。同様
に、それには、断面の壁厚並びに長手方向軸に沿った壁
厚が、ほぼ均一な、ほぼ円形の管状引抜成形部材が含ま
れる。
【０００９】次に図１及び２を参照すると、本発明がさ
らに詳細に示されている。図１には、連続したマット強
化材１０及びロービング１２を液体ポリマー浴１４に浸
漬させ、次に、成形ダイセクション及び加熱ダイ１７を
通って延びるマンドレル１８まわりにおいて、成形ダイ
１６によって成形する、典型的な中空の引抜成形プロセ
スが示されている。引っ張りセクション１９が、引抜成
形部材と係合するパッド２１を含む、１対の連続したキ
ャタピラタイプのベルト２０として示されている。本発
明によるスペーサ２６を備えたキャリヤテープ２５（図
２参照のこと）が、一般に、液体ポリマー浴１４に通し
て引き出された後、マンドレル表面に供給され、従っ
て、壁スペーサ及び強化繊維を備えたキャリヤテープ
が、同時にマンドレルのまわりを引っ張られて、加熱ダ
イに送り込まれ、加熱ダイから引き抜かれて、管状の引
抜成形部材に成形され、液体ポリマーが硬化する。図３
Ａ及び３Ｂの断面図で示されているように、管状の引抜
成形部材の上部及び下部のスペーサは、マンドレルの外
側とダイの内側表面の間の均一な距離に等しい厚さを備
えている。図３Ａには、スペーサ２６がテープ２５を通
って延びる実施例が示されており、一方、図３Ｂには、
キャリヤテープ２５の表面に設けられたスペーサが示さ
れている。マンドレル及びダイの表面は、ダイ及びマン
ドレル表面に対する中実のスペーサのスライド作用によ
って生じる可能性のある摩耗及びかき傷に耐える適切な
硬さの材料から選択することが望ましい。図３Ａ及び３
Ｂの場合、ポリマーマトリックス１１には、図１に示す
ように、マット強化材１０及びロービング１２が含まれ
ている。図３Ａに見受けられるポリマーマトリックス１
１は、加熱ダイ１７の内側とキャリヤテープ２５の間に
あり、図３Ｂの場合、ポリマーマトリックス１１は、マ
ンドレル１８に接触しているキャリヤテープ２５の間を
加熱ダイ１７の内側まで延びている。
らに詳細に示されている。図１には、連続したマット強
化材１０及びロービング１２を液体ポリマー浴１４に浸
漬させ、次に、成形ダイセクション及び加熱ダイ１７を
通って延びるマンドレル１８まわりにおいて、成形ダイ
１６によって成形する、典型的な中空の引抜成形プロセ
スが示されている。引っ張りセクション１９が、引抜成
形部材と係合するパッド２１を含む、１対の連続したキ
ャタピラタイプのベルト２０として示されている。本発
明によるスペーサ２６を備えたキャリヤテープ２５（図
２参照のこと）が、一般に、液体ポリマー浴１４に通し
て引き出された後、マンドレル表面に供給され、従っ
て、壁スペーサ及び強化繊維を備えたキャリヤテープ
が、同時にマンドレルのまわりを引っ張られて、加熱ダ
イに送り込まれ、加熱ダイから引き抜かれて、管状の引
抜成形部材に成形され、液体ポリマーが硬化する。図３
Ａ及び３Ｂの断面図で示されているように、管状の引抜
成形部材の上部及び下部のスペーサは、マンドレルの外
側とダイの内側表面の間の均一な距離に等しい厚さを備
えている。図３Ａには、スペーサ２６がテープ２５を通
って延びる実施例が示されており、一方、図３Ｂには、
キャリヤテープ２５の表面に設けられたスペーサが示さ
れている。マンドレル及びダイの表面は、ダイ及びマン
ドレル表面に対する中実のスペーサのスライド作用によ
って生じる可能性のある摩耗及びかき傷に耐える適切な
硬さの材料から選択することが望ましい。図３Ａ及び３
Ｂの場合、ポリマーマトリックス１１には、図１に示す
ように、マット強化材１０及びロービング１２が含まれ
ている。図３Ａに見受けられるポリマーマトリックス１
１は、加熱ダイ１７の内側とキャリヤテープ２５の間に
あり、図３Ｂの場合、ポリマーマトリックス１１は、マ
ンドレル１８に接触しているキャリヤテープ２５の間を
加熱ダイ１７の内側まで延びている。
【００１０】ヤーンと同様のロービングまたはトウによ
って、管状の引抜成形部材の長手方向軸に沿って軸方向
にアライメントのとれる、連続した繊維強化材が得られ
る。一般に、ロービングは、ガラス繊維であるが、同様
に、カーボン、Ｋｅｖｌａｒ(商標) のような芳香族ポ
リアミド繊維、または、強化コンポーネントとして用い
ることが可能な任意の繊維といった、他の繊維も同様に
可能である。織物であろうと、不織物であろうとかまわ
ない、マット強化材によって、薄層内において軸方向と
非軸方向の両方に配向が施された繊維が形成され、トラ
ンスアキシャルな機械的特性が高められ、同時に、摩耗
耐性、耐候性等の強化によって、表面特性が向上する。
ロービングに関して、マット強化材は、引抜成形プロセ
スに必要な温度に耐えることが可能な、実質的に、適合
する繊維材料から選択することができる。一般に、該材
料には、ガラス繊維、ポリエステル、ナイロン、プロピ
レン、ポリイミド等がある。一般に、全てのロービング
及びマットを含む繊維装填物は、ポリマーマトリックス
及び繊維全体の約５０重量％〜約９０重量％になる。所
定の用途の場合、本発明による壁スペーサを備えたキャ
リヤテープを利用して、強化マットの代わりとし、ある
いは、代替案として、それに追加することができる。
って、管状の引抜成形部材の長手方向軸に沿って軸方向
にアライメントのとれる、連続した繊維強化材が得られ
る。一般に、ロービングは、ガラス繊維であるが、同様
に、カーボン、Ｋｅｖｌａｒ(商標) のような芳香族ポ
リアミド繊維、または、強化コンポーネントとして用い
ることが可能な任意の繊維といった、他の繊維も同様に
可能である。織物であろうと、不織物であろうとかまわ
ない、マット強化材によって、薄層内において軸方向と
非軸方向の両方に配向が施された繊維が形成され、トラ
ンスアキシャルな機械的特性が高められ、同時に、摩耗
耐性、耐候性等の強化によって、表面特性が向上する。
ロービングに関して、マット強化材は、引抜成形プロセ
スに必要な温度に耐えることが可能な、実質的に、適合
する繊維材料から選択することができる。一般に、該材
料には、ガラス繊維、ポリエステル、ナイロン、プロピ
レン、ポリイミド等がある。一般に、全てのロービング
及びマットを含む繊維装填物は、ポリマーマトリックス
及び繊維全体の約５０重量％〜約９０重量％になる。所
定の用途の場合、本発明による壁スペーサを備えたキャ
リヤテープを利用して、強化マットの代わりとし、ある
いは、代替案として、それに追加することができる。
【００１１】本発明の実施にあたって、適合するポリマ
ーマトリックスを用いることができる。ポリマーは、絶
縁性でも、導電性でもかまわない。引抜成形部材のエッ
ジに沿った交差方向電気接続が望ましい場合、導電性ポ
リマーまたはポリマーに対する導電性添加物を利用する
ことができる。逆に、引抜成形部材のエッジに沿った絶
縁特性が望ましい場合、絶縁ポリマーを利用することも
できるし、あるいは、引抜成形構造の外周に絶縁繊維を
利用し、導電性繊維がエッジから離れた位置につくよう
に構成することが可能である。
ーマトリックスを用いることができる。ポリマーは、絶
縁性でも、導電性でもかまわない。引抜成形部材のエッ
ジに沿った交差方向電気接続が望ましい場合、導電性ポ
リマーまたはポリマーに対する導電性添加物を利用する
ことができる。逆に、引抜成形部材のエッジに沿った絶
縁特性が望ましい場合、絶縁ポリマーを利用することも
できるし、あるいは、引抜成形構造の外周に絶縁繊維を
利用し、導電性繊維がエッジから離れた位置につくよう
に構成することが可能である。
【００１２】一般に、ポリマーは、構造用熱可塑性樹脂
及び熱硬化性樹脂のグループから選択される。ポリエス
テル、エポキシ、ビニルエステル、ポリエテルエテルケ
トン、ポリエテルイミド、ポリエテルスルホン、高密度
ポリエチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブ
タジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン、及び、
ナイロンが、一般に、適合する材料であり、硬化時間が
短く、相対的に不活性であり、コストが低いので、熱硬
化性ポリエステルが望ましい。エラストマーマトリック
スが所望の場合、ポリマーマトリックスには、シリコ
ン、フルオロシリコン、または、ポリウレタンエラスト
マを選択することができる。一般的な指定の材料には、
オシュランドオイル社（Oshland Oil,inc.）から入手可
能なＨｅｔｒｏｎ６１３、Ａｒｐｏｌ７０３０及び７３
６２、コパーズ社（Koppers Company,Inc.）から入手可
能なＤｉｏｎ Ｉｓｏ ６３１５、及び、ベストロン社
（Vestron Corporation ）から入手可能なＳｉｍｉｌａ
ｒ Ｓ−７９５６が含まれる。適合する樹脂のこれ以上
の情報については、メイヤーによる上述のハンドブック
の第４章を参照されたい。ポリマー浴に他の材料を加え
て、所望の耐候性、耐食性、または、耐燃性といった改
良された特性を付与することも可能である。さらに、ポ
リマー浴には、炭酸カルシウム、アルミナ、シリカ、ま
たは、ピグメントのような充填剤を含んで、所定のカラ
ー、または、例えば、スライド部材の摩擦を軽減する潤
滑剤が得られるようにすることができる。さらに、粘
性、表面張力を変更し、または、引抜成形部材を他の材
料に結合するのを助ける添加剤を加えることも可能であ
る。当然、繊維に有機サイジングが施されている場合、
相容性のあるポリマーを選択することが望ましい。例え
ば、エポキシ樹脂が用いられている場合、繊維にエポキ
シサイジングを追加して、接着を促進するのが適切であ
る。
及び熱硬化性樹脂のグループから選択される。ポリエス
テル、エポキシ、ビニルエステル、ポリエテルエテルケ
トン、ポリエテルイミド、ポリエテルスルホン、高密度
ポリエチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブ
タジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン、及び、
ナイロンが、一般に、適合する材料であり、硬化時間が
短く、相対的に不活性であり、コストが低いので、熱硬
化性ポリエステルが望ましい。エラストマーマトリック
スが所望の場合、ポリマーマトリックスには、シリコ
ン、フルオロシリコン、または、ポリウレタンエラスト
マを選択することができる。一般的な指定の材料には、
オシュランドオイル社（Oshland Oil,inc.）から入手可
能なＨｅｔｒｏｎ６１３、Ａｒｐｏｌ７０３０及び７３
６２、コパーズ社（Koppers Company,Inc.）から入手可
能なＤｉｏｎ Ｉｓｏ ６３１５、及び、ベストロン社
（Vestron Corporation ）から入手可能なＳｉｍｉｌａ
ｒ Ｓ−７９５６が含まれる。適合する樹脂のこれ以上
の情報については、メイヤーによる上述のハンドブック
の第４章を参照されたい。ポリマー浴に他の材料を加え
て、所望の耐候性、耐食性、または、耐燃性といった改
良された特性を付与することも可能である。さらに、ポ
リマー浴には、炭酸カルシウム、アルミナ、シリカ、ま
たは、ピグメントのような充填剤を含んで、所定のカラ
ー、または、例えば、スライド部材の摩擦を軽減する潤
滑剤が得られるようにすることができる。さらに、粘
性、表面張力を変更し、または、引抜成形部材を他の材
料に結合するのを助ける添加剤を加えることも可能であ
る。当然、繊維に有機サイジングが施されている場合、
相容性のあるポリマーを選択することが望ましい。例え
ば、エポキシ樹脂が用いられている場合、繊維にエポキ
シサイジングを追加して、接着を促進するのが適切であ
る。
【００１３】壁スペーサを備えたキャリヤテープは、管
状引抜成形部材の断面に応じて、さまざまな形態をとる
ことが可能である。しかし、適正に機能するためには、
壁厚をほぼ均一にする際に、テープ及び壁スペーサは、
引抜成形プロセスに伴う温度に耐えることができること
が望ましい。スペーサは、キャリヤテープの表面の一方
に位置する場合もあれば、あるいは、代替案として、テ
ープに通って延びる場合もある。代替案として、マンド
レルの外側とダイの内側の間に所望の間隔が得られるよ
うにするため、ワイヤフレームまたはワイヤビードチェ
ーンの形をとるようにすることも可能である。キャリヤ
テープ及びスペーサは、引抜成形部材に所望の特性を付
与するように選択された材料で作ることが可能であり、
従って、導電性または絶縁特性に合わせて選択すること
が可能である。それらは、同じか、または、異なる材料
から選択されるが、劣化のない引抜成形プロセスの温度
（一般に２５０゜〜３００゜Ｆ（１２１°〜１７９°
Ｃ））に耐えることができなければならない。該材料
は、利用されるポリマーと相容性で、ポリマーに結合す
るように選択されるが、さもなければ、キャリヤテープ
及びスペーサによって、層剥離を生じたり、所望の構造
強化特性が得られなくなる。一般に、Ｍｙｌａｒ（商
標）のようなポリエステル及びその他の高温プラスチッ
ク材料を利用して、キャリヤテープ及びスペーサを製造
することが可能である。絶縁特性が所望の場合、長手方
向軸の方向に均等な間隔をあけて壁スペーサが配置され
たポリエステルキャリヤテープを利用することが可能で
ある。代替案として、導電特性が所望の場合、アルミニ
ウムまたは鋼のような、金属スペーサを備えた薄い金属
箔を利用することが可能である。最後に、所望の場合に
は、図７の断面図で示すような中実の引抜成形部材は、
キャリヤテープとスペーサの両方として用いることがで
きる。この引抜成形部材は、中実であって、中空ではな
いので、公差及び壁厚は、はるかに精密であり、ツール
寸法によって４％未満の偏差まで制御される。スペーサ
を備えたキャリヤテープをマット強化材と共に利用する
場合、マット強化材にホールを設けて、スペーサをそれ
に通すことができるようにするのが望ましい。このた
め、引抜成形強化マットを利用することもできるし、あ
るいは、スペーサがきわめて硬い、鋼の中実材の場合、
スペーサによって、マットの厚さを圧縮し、それ自体を
マットに突き通すことが可能である。もちろん、代替案
として、マットポリマー浴の前に、マットホールパンチ
ングアセンブリを配置することも可能である。
状引抜成形部材の断面に応じて、さまざまな形態をとる
ことが可能である。しかし、適正に機能するためには、
壁厚をほぼ均一にする際に、テープ及び壁スペーサは、
引抜成形プロセスに伴う温度に耐えることができること
が望ましい。スペーサは、キャリヤテープの表面の一方
に位置する場合もあれば、あるいは、代替案として、テ
ープに通って延びる場合もある。代替案として、マンド
レルの外側とダイの内側の間に所望の間隔が得られるよ
うにするため、ワイヤフレームまたはワイヤビードチェ
ーンの形をとるようにすることも可能である。キャリヤ
テープ及びスペーサは、引抜成形部材に所望の特性を付
与するように選択された材料で作ることが可能であり、
従って、導電性または絶縁特性に合わせて選択すること
が可能である。それらは、同じか、または、異なる材料
から選択されるが、劣化のない引抜成形プロセスの温度
（一般に２５０゜〜３００゜Ｆ（１２１°〜１７９°
Ｃ））に耐えることができなければならない。該材料
は、利用されるポリマーと相容性で、ポリマーに結合す
るように選択されるが、さもなければ、キャリヤテープ
及びスペーサによって、層剥離を生じたり、所望の構造
強化特性が得られなくなる。一般に、Ｍｙｌａｒ（商
標）のようなポリエステル及びその他の高温プラスチッ
ク材料を利用して、キャリヤテープ及びスペーサを製造
することが可能である。絶縁特性が所望の場合、長手方
向軸の方向に均等な間隔をあけて壁スペーサが配置され
たポリエステルキャリヤテープを利用することが可能で
ある。代替案として、導電特性が所望の場合、アルミニ
ウムまたは鋼のような、金属スペーサを備えた薄い金属
箔を利用することが可能である。最後に、所望の場合に
は、図７の断面図で示すような中実の引抜成形部材は、
キャリヤテープとスペーサの両方として用いることがで
きる。この引抜成形部材は、中実であって、中空ではな
いので、公差及び壁厚は、はるかに精密であり、ツール
寸法によって４％未満の偏差まで制御される。スペーサ
を備えたキャリヤテープをマット強化材と共に利用する
場合、マット強化材にホールを設けて、スペーサをそれ
に通すことができるようにするのが望ましい。このた
め、引抜成形強化マットを利用することもできるし、あ
るいは、スペーサがきわめて硬い、鋼の中実材の場合、
スペーサによって、マットの厚さを圧縮し、それ自体を
マットに突き通すことが可能である。もちろん、代替案
として、マットポリマー浴の前に、マットホールパンチ
ングアセンブリを配置することも可能である。
【００１４】次に、図４、５、及び、６を参照すると、
本発明の実施によって、ほぼ均一な壁厚が得られた、管
状引抜成形部材の３つの異なる断面図が示されている。
図４の場合、例示の配向をなす引抜成形装置に通して、
引き抜かれ、２つの下部表面のマンドレルと加熱ダイの
間隔が均一になり、全体にほぼ均一な壁厚が確保され
た、矩形の連続した２つの辺に、スペーサを備えたキャ
リヤテープが組み込まれた、または、埋め込まれた、直
線的な断面を有する管状引抜成形部材が示されている。
図５の場合、引抜成形プロセス時に、マンドレルの４つ
の辺全てに対して、キャリヤテープが、スペーサと共に
供給された、直線的な断面が示されている。図６には、
引抜成形ダイ及びマンドレル装置から出てくると、引抜
成形部材の底面に沿って、ほぼ円弧をなして延びる、管
状引抜成形部材の形状に応じて成形されたスペーサを備
えるキャリヤテープが得られる、ほぼ円形で、中空の引
抜成形部材が示されている。これは、ほぼ均一な壁厚を
備えた、管状で中空の引抜成形部材を得るのに、１つの
キャリヤテープだけしか必要としない、幾何学形状であ
る。
本発明の実施によって、ほぼ均一な壁厚が得られた、管
状引抜成形部材の３つの異なる断面図が示されている。
図４の場合、例示の配向をなす引抜成形装置に通して、
引き抜かれ、２つの下部表面のマンドレルと加熱ダイの
間隔が均一になり、全体にほぼ均一な壁厚が確保され
た、矩形の連続した２つの辺に、スペーサを備えたキャ
リヤテープが組み込まれた、または、埋め込まれた、直
線的な断面を有する管状引抜成形部材が示されている。
図５の場合、引抜成形プロセス時に、マンドレルの４つ
の辺全てに対して、キャリヤテープが、スペーサと共に
供給された、直線的な断面が示されている。図６には、
引抜成形ダイ及びマンドレル装置から出てくると、引抜
成形部材の底面に沿って、ほぼ円弧をなして延びる、管
状引抜成形部材の形状に応じて成形されたスペーサを備
えるキャリヤテープが得られる、ほぼ円形で、中空の引
抜成形部材が示されている。これは、ほぼ均一な壁厚を
備えた、管状で中空の引抜成形部材を得るのに、１つの
キャリヤテープだけしか必要としない、幾何学形状であ
る。
【００１５】従って、本発明によれば、ほぼ均一な壁厚
を有する管状の引抜成形部材を形成するためのプロセ
ス、並びに、引抜成形部材それ自体が得られた。壁厚の
公差は、従来の引抜成形プロセスよりもはるかに精密で
あり、実際、管状部品の射出成形または押し出し加工に
よって得られる公差に極めて近くなる。公差の精密な管
状部材を形成することによって、こうした公差を得るた
めの仕上げの機械加工が、不要になる。引抜成形部材の
ロービングと強化マットの両方に用いられる主材料は、
機械加工または穴あけが容易ではないので、これは、と
りわけ重要である。
を有する管状の引抜成形部材を形成するためのプロセ
ス、並びに、引抜成形部材それ自体が得られた。壁厚の
公差は、従来の引抜成形プロセスよりもはるかに精密で
あり、実際、管状部品の射出成形または押し出し加工に
よって得られる公差に極めて近くなる。公差の精密な管
状部材を形成することによって、こうした公差を得るた
めの仕上げの機械加工が、不要になる。引抜成形部材の
ロービングと強化マットの両方に用いられる主材料は、
機械加工または穴あけが容易ではないので、これは、と
りわけ重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って、管状引抜成形部材を製造す
るための典型的な引抜成形装置及びプロセスの斜視図で
ある。
るための典型的な引抜成形装置及びプロセスの斜視図で
ある。
【図２】 引抜成形部材の両側に壁スペーサが設けられ
た、引抜成形装置のダイ及びマンドレルに関する拡大斜
視図である。
た、引抜成形装置のダイ及びマンドレルに関する拡大斜
視図である。
【図３】 Ａ及びＢは、マンドレル及び加熱ダイに対す
るスペーサの位置を表す、図１の引抜成形装置に形成さ
れた管状引抜成形部材の断面図である。
るスペーサの位置を表す、図１の引抜成形装置に形成さ
れた管状引抜成形部材の断面図である。
【図４】 部材の両側にスペーサが埋め込まれた、管状
引抜成形部材の断面図である。
引抜成形部材の断面図である。
【図５】 部材の４つの辺の全てに、スペーサが埋め込
まれた、矩形の断面を備える管状引抜成形部材に関する
断面図である。
まれた、矩形の断面を備える管状引抜成形部材に関する
断面図である。
【図６】 引抜成形部材の長手方向軸と平行に一連の成
形された壁スペーサを備える、ほぼ円形の引抜成形部材
に関する断面図である。
形された壁スペーサを備える、ほぼ円形の引抜成形部材
に関する断面図である。
【図７】 小セクションにおいて、あるいは、製造され
る引抜成形部材の全長のような連続した長さにわたって
スペーサとして用いることの可能な、それ自体引抜成形
部材であるの断面図である。
る引抜成形部材の全長のような連続した長さにわたって
スペーサとして用いることの可能な、それ自体引抜成形
部材であるの断面図である。
１０ マット強化材、１１ ポリマーマトリックス、１
２ ロービング、１４液体ポリマー浴、１６ 成形ダ
イ、１７ 加熱ダイ、１８ マンドレル、１９引っ張り
セクション、２１ パッド、２５ キャリヤテープ、２
６ スペーサ
２ ロービング、１４液体ポリマー浴、１６ 成形ダ
イ、１７ 加熱ダイ、１８ マンドレル、１９引っ張り
セクション、２１ パッド、２５ キャリヤテープ、２
６ スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョゼフ・エイ・スウィフト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14519 オンタリオ リンカーンロード 5629 (72)発明者 ピーター・エイ・サルダーノ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 −9106 フェアポート アムスタダムドラ イブ ２
Claims (1)
- 【請求項１】 長手方向軸を持ち、管状部材の壁面を規
定するソリッドポリマーマトリックスをなす複数の強化
繊維から構成され、前記壁面には、繊維強化液体ポリマ
ーがマンドレルを越え、ダイに通して引き抜かれるその
製造時に、管状引抜成形部材の壁厚の制御に用いられ
た、一連の壁スペーサが前記長手方向軸と平行に組み込
まれている、管状引抜成形部材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/993,845 US5366773A (en) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Tubular pultruded member having uniform wall thickness |
| US993845 | 1992-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218823A true JPH06218823A (ja) | 1994-08-09 |
| JPH0811425B2 JPH0811425B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=25539994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5320100A Expired - Fee Related JPH0811425B2 (ja) | 1992-12-21 | 1993-12-20 | 均一な壁厚を持つ管状引抜成形部材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5366773A (ja) |
| EP (1) | EP0604099B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0811425B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5549947A (en) * | 1994-01-07 | 1996-08-27 | Composite Development Corporation | Composite shaft structure and manufacture |
| US5653923A (en) * | 1996-02-29 | 1997-08-05 | Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. | Method for making shaped members using a foam froth |
| US5948472A (en) * | 1996-09-10 | 1999-09-07 | Lawrie Technology, Inc. | Method for making a pultruded product |
| DE19641946A1 (de) * | 1996-10-11 | 1998-04-16 | Huels Chemische Werke Ag | Mehrschichtiges Kunststoffrohr mit segmentierter Sperrschicht |
| US6972144B2 (en) * | 2002-04-19 | 2005-12-06 | Hunter Paine Enterprises, Llc | Composite structural material and method of making same |
| WO2004101909A1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-11-25 | N.V. Bekaert S.A. | Pultruded composite profile reinforced by metal cords |
| US20050031840A1 (en) * | 2003-08-05 | 2005-02-10 | Xerox Corporation | RF connector |
| US7052763B2 (en) * | 2003-08-05 | 2006-05-30 | Xerox Corporation | Multi-element connector |
| TW200635830A (en) * | 2004-12-29 | 2006-10-16 | Hunter Paine Entpr Llc | Composite structural material and method of making the same |
| WO2007009214A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Mastercore System Ltd. | Multistage method and apparatus for continuously forming a composite article |
| JP5608642B2 (ja) * | 2008-05-13 | 2014-10-15 | ストライカー・スピン | 複合脊椎ロッド |
| US9408649B2 (en) | 2008-09-11 | 2016-08-09 | Innovasis, Inc. | Radiolucent screw with radiopaque marker |
| US9433439B2 (en) | 2009-09-10 | 2016-09-06 | Innovasis, Inc. | Radiolucent stabilizing rod with radiopaque marker |
| US8721850B2 (en) * | 2010-02-02 | 2014-05-13 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Biosensor and methods for manufacturing |
| US20130092316A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Rahul Pakal | Reinforced Liners For Pipelines |
| US9267635B2 (en) | 2013-03-11 | 2016-02-23 | Exxonmobil Upstream Research Company | Pipeline liner monitoring system |
| US20150195897A1 (en) | 2014-01-08 | 2015-07-09 | Joseph A. Swift | Apparatus having management of electrical power capacity regions and management of thermal capacity regions |
| EP3569392B1 (en) * | 2018-05-17 | 2021-07-07 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Pultrusion method and apparatus |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH03143622A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-19 | Sekisui Chem Co Ltd | 金網入り強化プラスチック引抜成形品 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FI85403C (fi) * | 1989-12-22 | 1992-04-10 | Neste Oy | Foerfarande foer framstaellning av en plastkompositbalk eller -pelare med staolfoerstaerkningen. |
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| JPH04301436A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Sekisui Chem Co Ltd | 繊維強化合成樹脂複合体の成形方法 |
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1992
- 1992-12-21 US US07/993,845 patent/US5366773A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-12-14 EP EP93310054A patent/EP0604099B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-20 JP JP5320100A patent/JPH0811425B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4869870A (ja) * | 1971-12-25 | 1973-09-21 | ||
| JPH03143622A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-19 | Sekisui Chem Co Ltd | 金網入り強化プラスチック引抜成形品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0811425B2 (ja) | 1996-02-07 |
| EP0604099B1 (en) | 1997-03-19 |
| US5366773A (en) | 1994-11-22 |
| EP0604099A1 (en) | 1994-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960726 |
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