JPH0834066A - 連続引抜き成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造用部材として使用できるような等方的に
機械的強度の高い大型ＦＲＰ製長尺チューブを連続的に
引き抜き法で成形できる連続引き抜き成形装置を提供す
る。 【構成】 連続引き抜き成形装置１０は、マンドレル装
置１２と、マット層形成装置１４、ロービング列形成装
置１６、マット含浸装置１８、ロービング含浸装置２
０、強化材集積装置２２、積層体形成装置２４、ドライ
マット架台２６、成形金型装置２８及び引き抜き装置３
０から構成されている。強化材集積装置は、含浸マット
の間に含浸ロービング列を介在させて強化材集積体を形
成する。積層体形成装置は、強化材集積体を縦沿えにマ
ンドレルに巻き付けて長手方向に継ぎ目を有する筒形に
賦形しつつフープワインディングを行い、次いで、順次
賦形された強化材集積体の外側に次の強化材集積体を縦
沿えに巻き付けて長手方向に継ぎ目を有する筒形に賦形
しつつ積層し、更にその上にフープワインディングを行
い、筒形強化材積層体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＲＰ製中空体を連続
的に引抜き成形する成形装置に関し、更に詳細には等方
的に機械的強度の高いＦＲＰ製中空体を連続的に引抜き
成形する成形装置であって、設備コスト及び運転コスト
の低い経済的な連続引抜き成形装置に関するものであ
る。尚、中空体とは、筒状の長尺成形体であって、筒の
形状は問わず、円筒形、楕円筒形等の丸筒中空体並びに
３角筒状の中空体を含む多角筒状の中空体を意味する。

【０００２】

【従来の技術】このようなＦＲＰ製中空体は、従来、主
としてハンドレイアップ法又はフィラメントワインディ
ング（ＦＷ）法により成形されていた。ハンドレイアッ
プ法は、はけ、へら、ローラーなどの簡単な器具を用い
て、型の上でガラス繊維に人の手で樹脂を含浸させなが
ら順次必要な厚さまで積み重ね、適切な温度管理下で樹
脂を硬化させ、硬化物を型より外し、成形品を得る方法
である。一方、ＦＷ方法は、ロービングを数十本引き揃
え、樹脂組成物（以下、マトリックスと言う）を含浸さ
せながら回転するマンドレル（金型）上に規則正しく巻
き付け、所定の厚さに達した後、硬化し、金型から脱型
して成形する方法である。

【０００３】しかし、ハンドレイアップ法は、手作業に
よる極めて労働集約的な成形方法であるため、またＦＷ
方法は、機械化されてはいるが、成形工程と加熱工程の
２工程から構成されたバッチワイズな不連続成形方法で
あるため、いずれも、工程が複雑で、作業能率が低く、
そのため成形コストが嵩んだ。また、ハンドレイアップ
法及びＦＷ方法のいずれも、連続成形法でないため、製
品の均一性を確保し難く、同一の特性を有する成形品を
大量に生産する方法としては適当な方法でなかった。更
には、いずれも、作業環境が悪いため、働く場として人
気がなく、必要な人手を集めて大量に生産することも実
際には困難であった。しかも、長尺のＦＲＰ製筒状成形
体を成形するには、いずれも、その成形原理から見て、
本来的に適していなかった。

【０００４】そこで、筒状のＦＲＰ製長尺成形体を連続
的に成形する方法として、いわゆるプルトルージョン
法、即ち引抜き成形方法も試みられている。従来のプル
トルージョン法は、強化材として主にロービングを使用
し、要求する強度特性に合わせて多数のロービングを引
き揃え、これにマトリックスを含浸させ、成形体の横断
面と同じ形状をした金型に引き込み、金型内で硬化させ
て長尺成形体を連続的に成形する方法である。従来、Ｆ
ＲＰ成形体の連続引抜き成形法は、図６に示すような装
置を使用して実施されている。図６に示すように、従来
のＦＲＰ成形体の連続引抜き成形装置では、強化材とし
てロービングを使用しており、ロービング・クリルＡか
らロービングを引き出し、マトリックス含浸槽Ｃ内を走
行させてマトリックスを含浸させ、次いで形造り（賦
形）するフォーミングガイドＦを通し、更にロービング
構造体を硬化型（金型）Ｇに引き込んで硬化させる。硬
化した成形体Ｈを引抜き装置Ｉにより硬化型Ｇから引き
出し、カッターＪで切断する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のプルト
ルージョン法には次に説明するような、問題点があっ
た。先ず第１の問題としては、従来のプルトルージョン
法による成形体の強度的な問題である。従来のプルトル
ージョン法による成形体は、表１に示すようにハンドレ
イアップ法又はＦＷ法により成形された成形体に比べ
て、機械的強度が低いことであった。即ち、ロービング
で強化されている長手方向の引張強さ及び０°方向圧縮
強さは、ほぼ同じ程度の大きさであるが、９０°圧縮強
さが低く、また、成形体内部にクラックが発生している
例が多いことであった。尚、圧縮強さは、後述の実施例
において説明する方法により求めたものである。

【表１】

【０００６】更に、これまでの引抜き成形法では９０°
方向の圧縮強度が低くなるため、ＦＲＰ引抜き成形品を
構造部材として使用し、それらの加工、継合等を行った
場合、変形ないし破壊が生じることがしばしばあった。
例えば、ＦＲＰ成形品は、土木、建築分野で使用されて
いるアングル、Ｉビーム、Ｈ型鋼などの鋼製構造部材の
代替品として使用可能であるが、ＦＲＰ成形品のジョイ
ントをボルト、ナットで締め付ける場合、ＦＲＰ成形品
にはその厚さ方向に大きな強度が要求され、厚さ方向の
強度が小さければ、ＦＲＰ成形品はボルト、ナットを締
め付けた箇所で圧縮破壊する。また、ＦＲＰ成形品の０
°方向と９０°方向の強度に著しい差がある場合、ＦＲ
Ｐ成形品は破壊した箇所から図７に示したように強化材
引抜き方向に裂ける。

【０００７】従って、ＦＲＰ成形品を鋼製構造部材の代
替品として用いる場合、厚さ方向の圧縮強度が高くなけ
ればならず、また０°方向と９０°の曲げ強度及び引張
強度が高く、かつ曲げ強度及び引張強度の０°方向と９
０°方向の値の差が各々小さくなければならない。第２
の問題として、従来のプルトルージョン法で成形した成
形品は、表面が毛羽立って表面平滑性に乏しく、そのた
めそのまま構造用部材として使用することが難しく、何
らかの表面処理を必要とした。第３の問題として、従来
の連続引抜き成形装置では、ロービング供給装置及びロ
ービング含浸装置を高所に配置し、そこから工程に従っ
て順次低い所に後の装置を配置すると言った立体的な構
成になっており、そのため設備費及び運転費が嵩むこと
であった。

【０００８】ところで、ＦＲＰ製成形品は、耐食性に優
れ、軽量でその割に機械的強度が高く、即ち比強度が大
きいので、用途が広く、近年、柱、支柱、橋脚、ブーム
等を始めとする各種構造物の構造用部材として大量に使
用されるようになっている。そこで、構造用部材として
使用できるような等方的に強度の高いＦＲＰ製の長尺筒
状成形体を大量にかつ経済的に製造できる連続引抜き成
形装置の開発が望まれていた。

【０００９】以上の要望に鑑み、本発明の目的は、構造
用部材として使用できるような等方的に機械的強度の高
いＦＲＰ製長尺中空体を引抜き法で連続的に成形できる
経済的な連続引抜き成形装置を提供することである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記目的に適う連続引
抜き成形装置を開発するに当たり、本発明者等は、従来
の技術を研究し、また現在までに公開されている関連の
特許及び実用新案公報を詳細に調査した。以下に、特に
関連のある特許公開公報の開示内容を要約する。 １．特開昭５０−７５２６３号は、予備加熱のために高
周波加熱装置を用い、引抜き成形品の成形及びゲル化の
ためには加熱ダイを用い、予備加熱装置において繊維及
び樹脂を小さな区域に閉じ込め、予備加熱装置が樹脂で
汚損するのを防止する引抜き成形装置を提案している。 ２．特開昭６４−７５２２５号は、成形品が、強化繊維
を軸方向に整列して形成される軸方向繊維層と、強化繊
維を軸線に対してラセン状に巻き付けて形成されたラセ
ン状繊維層とを具備することにより、軸方向及び横方向
の強度が従来品に比較して向上するとしている。 ３．特開平２−３８０２６号は、シート状補強繊維基材
の重ね合わせ体に樹脂を含浸し、その樹脂含浸重ね合わ
せ体を加熱ダイに通して引抜き、成形するに際し、上記
基材の重ね合わせ体の側端部に、側端縁を覆うように、
一方向性織物を、その一方向性織物の経糸が引抜き方向
になるように配置し、かつ上記基材に接合しておくこと
により、重ね合わせ体の側端部における補強繊維の配列
の乱れが防止され、機械的強度が向上し、製品特性のば
らつきが小さくなるとしている。

【００１１】４．特開平４−１０８１４５号は、組紐機
の送りローラにより送られる組物構造体を、送りローラ
の周速度と同じ周速度の送込みローラにより引抜き式成
形機内に送り込み、送りローラの周速度より僅かに小さ
い周速度の引取りローラにより引き取ることにより、簡
単に組物構造体の寸法制御を行うことができるとしてい
る。 ５．特開平４−１６３１３２号は、マットとクロスから
なる１対の積層された層の少なくとも１層とマット層と
を最外層の両面がマット層となり、マット層とクロス層
とが交互に位置するようにして樹脂液に含浸した後、含
浸ローラで積層処理して得られる樹脂含浸基材を用いる
ことにより、機械特性および難燃性に優れた、異方性の
少ない繊維強化プラスチックを生成できるとしている。
基材は、最外層を除いてマット層とクロス層との対で構
成されている。クロスをマットと積層することなく単独
で樹脂液に引き込んだ場合は、樹脂液の粘度が高いた
め、クロス表面に付着した液が含浸ローラで除去され、
クロスへの含浸性が非常に悪くなるので、マットとクロ
スは積層されて１対の層として樹脂液に引き込まれる必
要があるとしている。 ６．特開平４−２７０６４０号は、繊維強化合成樹脂成
形品を引抜き成形方法を用いて成形するに際し、強化繊
維材に含浸させる硬化性樹脂として、少なくとも機械的
強度が比較的小さい強化繊維材に対しては光硬化性樹脂
液と熱硬化性樹脂液とを含浸させ、次いでこの強化繊維
材に光を照射して予備硬化させ、しかるのち成形通路に
送り込むことにより、繊維の切断やもつれ、皺入り等の
現象が少なくなり、整列段階でのトラブルが無くなると
している。 ７．特開平４−２９０７３０号は、引抜き成形方法によ
り成形体を成形する場合、芯材層とその外層に繊維強化
合成樹脂層を形成してなる複合体とし、その芯材層に等
方体（金属、木材、セラミック、各種合成樹脂等）を使
用し、芯材を一方向に移送しつつ、その表面に熱硬化性
樹脂を供給し、その外周囲に、別の比較的高温で硬化す
る熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を供給して引抜き成
形し、繊維強化合成樹脂層を形成することにより、芯材
と繊維強化合成樹脂層との密着性が向上し、引抜き方向
と、これに対して直角方向との強度差が小さくなるとし
ている。 ８．特開平４−３０１４３５号は、引抜き成形方法によ
り成形体を成形する場合、芯材層とその外層に繊維強化
合成樹脂層を形成してなる複合体で成形体を成形しよう
としており、芯材（金属、木材、セラミック、各種合成
樹脂等）を一方向に移送しつつ、その表面に熱硬化性樹
脂を塗布し、その塗布面を離型用フィルムを介して加熱
し硬化させた後、その外周囲に別の比較的高温で硬化す
る熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を供給して引抜き成
形することにより、芯材と繊維強化合成樹脂層との密着
性が向上し、引抜き方向と、これに対して直角方向との
強度差が小さくなるとしている。

【００１２】しかし、特開平４−１６３１３２号は、マ
ットとクロスとの対の積層体を使用しているので、材料
上で制約が多く、特開平４−２９０７３０号及び特開平
４−３０１４３５号は、異方性の解消のために芯材を使
用しており、そのため用途上で制約されると思われる。
その他の前掲公報は、本発明の目的としている異方性の
解消には大きな効果を期待できるとは評価できない。

【００１３】上述の従来技術とは別の本発明の目的に適
った連続引抜き成形装置を開発するべく、本発明者等
は、実験と研究を重ねた末、以下の知見を得た。先ず第
１として、長尺のＦＲＰ製筒状成形体を等方的に強化す
るには、強化材として、長手方向強度に寄与するロービ
ングに加えて、強化材繊維が等方的に配位されていて、
長手方向並びに横方向にも強度が強化されているマッ
ト、例えばチョップドストランドマット、又はロービン
グクロス等のマットを使用することが必要である。ま
た、内部クラックの発生を防止するには強化材含量を大
きくする必要があり、更には成形体の表面に平滑性を付
与するために、表面の樹脂含有量を低下させることが必
要である。

【００１４】第２として、上述の等方的強化材層を構成
するには、先ず、ロービングを並列に配列してなるロー
ビング列をマットの間に介在させてシート状の強化材集
積体を形成し、次いでそれをマンドレルに縦沿えに巻き
付けて強化材積層体を形成する必要がある。

【００１５】第３には、マンドレルに強化材を縦沿えに
巻き付けて強化材積層体を形成する際の問題を解決する
ことである。その問題とは、集積体の両側を一か所で長
手方向に継ぎ合わせて筒形に形成する際、いきなりシー
ト状の強化材集積体をマンドレルに巻き付け、筒形に形
成することは、技術的に困難であると言うことである。
大型の成形品部材を成形するためには、比較的厚さの厚
いシート状の強化材集積体を必要するが、かかる厚いシ
ート状の強化材集積体をマンドレルに巻き付けようとす
ると、皺がよったり、筒状にならずに変形したり、偏肉
したりして、所望の形状を得ることが、特に困難であっ
た。

【００１６】従来、このような大型の成形品部材を成形
するに当たっては、強化材の殆どがロービングであり、
シート状の強化材集積体をマンドレルに巻きつけるよう
なことはしなかった。又、マットを比較的多く用いる場
合でも、１個のシート状の強化材集積体とせず、それを
２個以上の細い帯状体に分割して、マンドレルで長手方
向に合わせるようにしていた。例えば、成形品の幅の約
１／４の幅としたシート状の強化材集積体をマンドレル
の左右上下方向からマンドレルに縦沿えに被着させ、そ
の上からフープワインディングを行い、強化材積層体の
長手方向にほぼ直角となるようにロービングを巻きつけ
た。しかし、このような従来方式では、成形品における
強化材の継ぎ目は４か所となり、そのため機械的強度が
低下した。

【００１７】そこで、本発明者は、前工程で形成された
シート状の強化材集積体の強化材構造を乱すことなく、
強化材集積体を筒状のマンドレルに縦沿えに巻き付けで
きるように、賦形ガイド、別名フォーミングガイド（以
下、フォーミングガイドと言う）を設け、それによって
シート状の強化材集積体を略筒状に予備賦形することに
より、この問題を解決した。

【００１８】次に、設備コスト及び運転コストを低減す
るために、従来、縦方向に立体的に配置されていた成形
装置を水平横置きに配置することにした。

【００１９】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係るＦＲＰ製中空体の連続引抜き成
形装置は、ＦＲＰ製中空体を連続引抜き成形方法により
成形する装置であって、複数のロービングを引き出し、
１段の並列に引き揃えてロービング列を形成するように
したロービング列形成装置と、ロービング列に熱硬化性
樹脂を主成分とする樹脂組成物（マトリックス）を含浸
させて含浸ロービング列を形成するロービング含浸装置
と、一枚のマットを引き出して、又は同種又は異種の複
数枚のマットを引き出し重ね合わせてマット層を形成す
るようにしたマット層形成装置と、マット層に前記樹脂
組成物を含浸させて含浸マットを形成するマット含浸装
置と、含浸マットの間に含浸ロービング列を介在させて
シート状の強化材集積体を形成する強化材集積装置と、
前記中空体の中空部の輪郭と同じ形状を外表面に備えた
マンドレルと、マンドレルの支持部とからなるマンドレ
ル装置と、強化材集積体を縦沿えにマンドレルに巻き付
けて長手方向に継ぎ目を有する筒形に賦形しつつフープ
ワインディングを行い、次いで、順次賦形された強化材
集積体の外側に次層の強化材集積体を縦沿えに巻き付け
て長手方向に継ぎ目を有する筒形に賦形しつつ積層し、
更にその上にフープワインディングを行い、以下同様に
して筒形強化材積層体を形成する積層体形成装置と、前
記中空体の外形と同じ輪郭の中空部を長手方向に備える
成形金型と加熱手段とを有する成形金型装置と、成形さ
れた中空体を成形金型装置から引き抜く引抜き装置とを
備えて、連続的にＦＲＰ製中空体を成形することを特徴
としている。

【００２０】本発明の望ましい実施態様では、シート状
の強化材集積体を長手方向に継ぎ目を有する円筒形に円
滑に移行させるために必要な曲面を有する賦形ガイドを
備え、予め強化材集積体をシート状から筒状に賦形しつ
つ筒形マンドレルに縦沿えに巻き付けるようにしたこと
を特徴としている。

【００２１】本発明の連続引抜き成形装置では、マンド
レルと金型の形状を適宜選定することにより、任意の外
形と中空部輪郭を有するＦＲＰ製中空体を成形すること
ができる。例えば、円筒形中空体、中空部輪郭が円形で
外形が多角形の多角形中空体、或いは外形と中空部輪郭
とが相似の多角形中空体を成形できる。本発明方法で使
用する樹脂組成物（（マトリックス）以下、マトリック
スと言う）は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂
等の熱硬化性樹脂から選ばれる任意のＦＲＰ成形用樹脂
に充填材、硬化剤、離型剤、低収縮材、粘度低減剤、脱
泡剤、硬化遅延剤等の副資材を適宜加えたものを使用す
ることができる。

【００２２】本発明に用いる強化材は、繊維強化材であ
って、ロービング、マット或いはロービングクロス等を
言う。本発明で用いるロービングは、モノフィラメント
を集束したストランドを任意の番手になるように引き揃
えたものや、フィラメントを直接集束して引き揃えたも
のである。ロービングは、主に曲げ強度及び引張強度の
向上並びに成形のし易さに寄与する。ロービングとして
は、重量が２０００〜５０００ｇ／kmのもの、特に４０
００〜５０００ｇ／kmのものが好ましい。また、ロービ
ングの繊維本数は、２０００〜４０００であることが好
ましい。ロービング層は、２層以上重ねないで用いる。
ロービング層とは、ロービングを並列に配列してなるも
のであって、例えば２２００Tex （２２００ｇ／km）の
ロービングであれば、２〜４mm間隔、４４００Tex （４
４００ｇ／km）のロービングであれば、６〜８mm間隔で
平行に並べた一層を言う。

【００２３】本発明で用いるマットには、チョップドス
トランドマット及びコンティニュアスストランドマット
がある。チョップドストランドマットは、所定の長さに
切断したストランドをランダム方向に分散させて均一な
厚みに積層し、結合剤によりマット状に成形したもので
ある。チョップドストランドマットとしては、重量が３
００〜７００ｇ／m²、特に６００〜７００ｇ／m²ののも
のを好適に用いることができる。コンティニュアススト
ランドマットは、ストランドを切断せずにループ状に均
一な厚さに積み重ね、結合剤によりマット状に成形した
ものである。コンティニュアスストランドマットとして
は、重量が３００〜７００ｇ／m²、特に６００〜７００
ｇ／m²のものを好ましく用いることができる。

【００２４】本発明で用いるクロスには、ロービングク
ロス及びすだれクロスがある。ロービングクロスとして
は、所定の番手（Tex ）のロービングを織った平織、綾
織等のものを使用できる。ロービングクロスの重量は、
４００〜８００ｇ／m²、特に６００〜８００ｇ／m²であ
ることが好ましい。すだれクロスは、平行に並べたヤー
ン、ロービング等を有機繊維でつなぎ合わせた強化材で
あり、主に引抜き方向に対して直角方向の強度を強化す
るために用いられる。すだれクロスとしては、重量が５
０〜４００ｇ／m²、特に２００〜４００ｇ／m²のものが
好ましい。

【００２５】一般に、成形品の形状及び厚さが大きい場
合、マットとクロスだけを用いて引抜くことは極めて難
しく、例えば最外層をマットにその内側をロービング層
にし、この最外層のマットの内側のロービング層、或い
は中間層に介装したロービング層で中間層のマットやク
ロスを挟み込みながら引抜くことによって、成形し易く
なる。中間層にマット及びクロスだけを使用するとき
は、マット：クロスの体積比を２０：８０〜８０〜２０
とすることができ、特に４０：６０〜６０：４０とする
ことが好ましい。マットが２０／１００より少なくなる
と樹脂の含浸性が悪くなる。マットが８０／１００より
も多くなると成形性が悪くなり、成形品中にボイドが発
生し易くなる。

【００２６】成形品の厚さが厚く、マットとクロスだけ
では成形し難い場合、中間層のクロスとクロス、クロス
とマット、マットとマットのいずれの間にもロービング
層を一層挟み込むことができる。その割合は、〔クロス
＋マット〕：ロービングの体積比を５：９５〜９５：
５、特に８０：２０〜９５：５とすることが好ましい。
ロービングが９５／１００より多くなると、引抜き方向
に割れが発生し易くなると共に、引抜き方向の曲げ強度
及び引張強度が極端に大きくなり、しかも引抜き方向に
直角方向の曲げ強度及び引張強度は小さくなる。ロービ
ングが５／１００よりも少ないと、引抜き易さを得るた
めの効果は殆どなくなる。

【００２７】本発明において、ロービング、マット、ク
ロス等を構成する強化材素材としては、アラミド繊維、
カーボン繊維、ガラス繊維等のいかなる材質のものでも
用いることができ、ロービングの番手や、マット、クロ
ス、すだれクロスの目付等にも何らの限定もない。

【００２８】また、本発明において最外層及び中間層に
用いるマットとしては、通常のチョップドストランドマ
ットやコンティニュアスストランドマットの他、これら
を予め数層重ね合わせてなるマット状の強化材（例え
ば、Brunswick Technology Inc. 社製「ＢＴＩマット」
など）を使用することもできる。

【００２９】本発明装置では、積層したシート状強化材
集積体の長手方向継ぎ目の周方向位置が相互にずれてい
るようにすることにより、金型内への強化材集積体の挿
入が容易になり、成形品における偏肉発生が抑制されて
周方向の強度が均一になると共に成形体の座屈に対する
抵抗性が増大する。また、強化材積層体を形成するため
に積層する強化材集積体の層数は、成形体に必要な機械
的強度に応じて任意に設定することができる。これによ
って、９０°方向の圧縮強度を大きくすることができ
る。また、筒形強化材積層体上にドライマットのみ又は
ドライマットとプラスチック製不織布の双方を被着させ
る装置を備えることが望ましい。これによって、金型内
に挿入し易くなり、また過剰のマトリックスを吸収し、
成形品の外観が良くなる。

【００３０】本発明において形成するマット層は、マッ
トの種類、或いは同種、異種にかかわらずマットの枚数
に限定は無い。強化材の構造は、マット層とロービング
列と組み合わせて必要な機械的強度を有するように予め
試験片を作製して決定するのが実際的である。

【００３１】

【作用】請求項１の発明では、ロービング列形成装置、
ロービング含浸装置、マット層形成装置、マット含浸装
置及び強化材集積体を形成する強化材集積装置とを備え
て、含浸マットの間に含浸ロービング列を介在させ、か
つ多層の強化材積層構造を形成することにより、等方的
な広がりのある大型の強化材構造を実現し、機械的強度
が等方的に強化された、従来に無い大型中空体を成形で
きる。また、本発明装置では、一工程から次の工程に連
続して被加工物を移行させることにより、連続的に引抜
き成形を実施することができる。

【００３２】請求項２の発明では、賦形ガイドが、強化
材集積体を予めシート状から筒状に賦形し、変形、偏肉
を引き起こすことなく、強化材集積体を容易に筒形マン
ドレルに縦沿えに巻き付けることができる。

【００３３】

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図１は本発明に係るＦＲ
Ｐ製中空体の連続引抜き成形装置の実施例を示す模式的
側面配置図、図２は図１の成形装置の平面的配置を示す
と共に成形装置の構成と関連させて強化材の形成から成
形中空体の引抜きに至る工程の流れを説明する説明図で
ある。図１、２に示す連続引抜き成形装置１０（以下、
簡単に成形装置と略称する）は、図３に示すようなＦＲ
Ｐ製角筒形中空体９４を引抜きにより連続的に成形する
装置である。角筒形中空体９４は、その長手方向に直交
する断面が長方形の四角筒状で、長手方向に中空部９６
を備えている。角筒形中空体９４の側壁９８を構成する
強化材積層体は、内側強化材層８６と外側強化材層８８
の２段で形成されている。図中の内側強化材層８６と外
側強化材層８８とは仮想的に示したものであって、実際
には一体的に形成されている。尚、図３に示した角筒形
中空体９４は、本発明に係る連続引抜き成形装置により
成形できるＦＲＰ製中空体の一例であって、マンドレル
と金型の形状を変えることにより任意の外形と中空部の
輪郭を有する中空体、例えば円筒形中空体、３角形中空
体を含む多角形中空体を成形できる。

【００３４】成形装置１０は、マンドレル装置１２、マ
ット層形成装置１４、ロービング列形成装置１６、マッ
ト含浸装置１８、ロービング含浸装置２０、強化材集積
装置２２、積層体形成装置２４、ドライマット架台２
６、成形金型装置２８及び引抜き装置３０から構成され
ている。

【００３５】マンドレル装置１２は、マンドレル３２
と、マンドレル３２を支持するマンドレル支持部３４と
から構成されている。マンドレル３２は、マンドレル基
端部３２Ａと、円筒形マンドレル部３２Ｂと、角形マン
ドレル部３２Ｃと、その間の移行マンドレル部３２Ｄと
から構成され、それらが長手方向に一体的に連続して形
成されている。円筒形マンドレル部３２Ｂは円筒形の外
形断面を、角形マンドレル３２Ｃは角筒形中空体９４の
中空部９６（図４参照）の断面輪郭と同じ角形の外形断
面をそれぞれ備えている。移行マンドレル部３２Ｄは、
円筒形マンドレル部３２Ｂの円筒形断面から角形マンド
レル３２Ｃの角形断面に移行するのに適当な外形断面を
その長手方向に沿って連続的に備えている。尚、角形マ
ンドレル部３２Ｃ（点線で表示）の主要部は、後述する
成形金型装置２８の金型５６の中空部内に位置してい
る。

【００３６】フープワインディングによるロービングの
巻き付けの効果をより高めるために、導入部となる円筒
形マンドレル部３２Ｂの断面の円周長が成形部となる角
形マンドレル３２Ｃの断面の周長よりも３〜７％短くな
っている。それによって、導入部３２Ｂで巻き付けたロ
ービングが成形部３２Ｃで周方向に若干引っ張られ、そ
の下の強化材積層体を成形部３２Ｃに密着させて、正確
な形状を形成することができる。移行マンドレル部３２
Ｄは、導入部３２Ｂから成形部３２Ｃに向かって導入部
の円形断面から成形部の断面形状に変化すると共に断面
の周長が若干大きくなる。

【００３７】マンドレル３２は、その基端部３２Ａでマ
ンドレル支持部３４により片持ち梁形式で支持されてい
る。マンドレル支持部３４は、マンドレル３２の水平及
び方位を調整できるように、例えばジャッキボルト又は
楔等によりマンドレル３２を基準面と基準方位から変位
させる調整手段を備えている。これにより、金型５６の
中空部に位置する角形マンドレル部３２Ｃと金型５６と
の位置関係を調節して、金型５６と角形マンドレル部３
２Ｃとが協働して形成する空隙を所定の形状、寸法にす
ることができる。

【００３８】マット層形成装置１４は、図１に示すよう
にマンドレル３２のほぼ後方延長線上に設けられたマッ
トラック３８と、マットラック３８から引き出したマッ
トを整列するマット整列装置４０とから構成されてい
る。マットラック３８は、同じ構造の２個のマットラッ
ク３８Ａ、Ｂからなり、それぞれマットを巻回したロー
ル３６Ａ、Ｂを多数収納している。ロール３６は、回転
自在に水平に保持され、巻回されたマットが引き出され
るにつれて回転する。マット整列装置４０は、引き出し
たマットを引き揃える装置であって、例えば引き出した
マットの層数に等しい回転自在なロールを水平に設け、
かつマットに緊張を与えるようにロールの位置が調整で
きるようになっている。マット整列装置４０により、マ
ットは、引き揃えられ、適度に緊張して次の装置に引き
入れられる。

【００３９】マット層形成装置１４の両側には、同じ構
造の２組のロービング列形成装置１６Ａ、Ｂが各々配置
されている。ロービング列形成装置１６Ａ、Ｂは、それ
ぞれロービングを巻回した多数のクリル４０を収納する
ロービングラック４２Ａ、Ｂと、ロービング整列装置４
４Ａ、Ｂからなる同じ構造の２系列で構成されている。
クリル４０は、縦型円筒状のホビンにロービングを横巻
きに巻回したもので、ロービングを引き出すときに縦方
向の軸の周りに回転するようになっている。ロービング
整列装置４４は、平板にロービングの直径とほぼ同じ口
径の孔をロービングの数だけ所定の配列に配置したもの
で、ロービングはその孔を貫通して各クリル４０から引
き出され、孔との摩擦により適度の緊張が維持される。

【００４０】マット層形成装置１４に続いてマット含浸
装置１８が設けてある。マット含浸装置１８は、シート
状に走行するマット上に樹脂組成物（（マトリックス）
以下、マトリックスと言う）を流下させるような形式の
含浸装置で、流下させる方法としては、マットの上から
マトリックスをマトリックス供給管のスリットからフィ
ルム状に流下させるか、又はマトリックス供給管に適当
な間隔で配置されたノズルから滴状ないし噴霧状で流下
させる。更に、その流下量を制御してマット層中のマト
リックス量が過剰にならないように調節できる手段を設
けるのが望ましい。これにより、成形した角筒形中空体
の繊維強化材含量を大きくして機械的強度を向上させる
ことができる。

【００４１】ロービング整列装置４４に続いて２系列の
ロービング列形成装置１６Ａ、Ｂの各々にロービング含
浸装置２０Ａ、Ｂがそれぞれ設けてある。ロービング含
浸装置２０は、ロービングに含浸させるマトリックスを
収容し、収容したマトリックスに浸漬するようにロービ
ングを走行させる樹脂槽と、過剰に含浸したマトリック
スをロービングから絞り取る手段とからなる。樹脂槽
は、ロービングの走行を案内し、かつロービングに適度
の緊張を与えるために、水平に設けられたガイド棒を備
えている。マトリックスは、樹脂槽から常にオーバーフ
ローして液面を保持するように供給され、オーバーフロ
ーしたマトリックスは、再び樹脂槽に戻される。

【００４２】過剰マトリックスを絞り取る手段は、例え
ばロービングの直径とほぼ同じ径の貫通孔をロービング
の数だけ設けた絞り取り板を配置し、その貫通孔にロー
ビングを通して過剰なマトリックスを絞り取るようにし
ても良く、或いは２個の回転自在なロールを対向して配
置し、その間にロービングを通して過剰なマトリックス
を絞り取るようにしても良い。過剰なマトリックスを取
り去ることにより、成形した角筒形中空体中のガラス含
量を大きくして機械的強度を向上させることができる。

【００４３】強化材集積装置２２は、マット含浸装置１
８の前方に配置され、マット含浸装置１８から引き出さ
れたマット層の間にロービング含浸装置２０から引き出
されたロービング列をそれぞれ介在させて任意の集積構
造で整列させた、シート状の強化材集積体を所要数それ
ぞれ別個に形成する。尚、本実施例では、強化材集積体
の数は、図３に示した内側強化材層８６に対応する内側
強化材集積体（以下、簡単に内側集積体と略称する）８
２と外側強化材層８８に対応する外側強化材集積体（以
下、簡単に外側集積体と略称する）８４の２個である。
強化材集積装置２２は、マット層に等しい数のロール
と、ロービングの直径にほぼ等しい貫通孔を所定の間隔
で水平一段に配置した板状の配列板とから構成されてい
て、マットとロービング列の所定集積構造に従ってロー
ルと配列板とが上下に順次配置されている。本実施例で
使用する強化材集積装置２２は、内側集積体８２及び外
側集積体８４をそれぞれ形成するために、上記ロールと
配列板とからなる積層構造が２段に形成されている。

【００４４】積層体形成装置２４は、強化材集積装置２
２の前方に位置し、強化材集積装置２２から引き出され
た強化材集積体を縦沿えにマンドレルに巻き付けて長手
方向に継ぎ目を有する筒形に賦形しつつフープワインデ
ィングを行い、次いで、順次賦形された強化材集積体の
外側に次層の強化材集積体を縦沿えに巻き付けて長手方
向に継ぎ目を有する筒形に賦形しつつ積層し、更にその
上にフープワインディングを行い、以下同様にして、円
筒形強化材積層体（以下、簡単に円筒形積層体と略称す
る）を形成する装置である。積層体形成装置２４は、マ
ンドレル装置１２の下方に設置された２段の整列ガイド
４６Ａ、Ｂと、内側集積体用の円筒形移行ガイド（以
下、フォーミングガイドと言う）４８及びフープワイン
ディング装置５０と外側集積体用の円筒形移行ガイド
（以下、フォーミングガイドと言う）５２及びフープワ
インディング装置５４とから構成されている。

【００４５】整列ガイド４６Ａ、Ｂは、強化材集積装置
２２から引き出された内側集積体８２及び外側集積体８
４を更に整列しつつフォーミングガイド４８、５２に案
内する装置であって、強化材集積装置２２とほぼ同様な
構成になっている。フォーミングガイド４８及び５２
は、シート状に長い平面状の内側集積体８２及び外側集
積体８４を長手方向に継ぎ目を有する円筒形に円滑に移
行させるために必要な曲面を備えていて、後述する引抜
き装置３０により引っ張られて緊張している内側集積体
８２及び外側集積体８４を予め略筒状に賦形しつつ案内
し、マンドレル３２に縦沿えで巻き付ける案内手段であ
る。

【００４６】内側集積体用のフープワインディング装置
５０及び外側集積体用のフープワインディング装置５４
は、フォーミングガイド４８及び５２の前方にそれぞれ
設けてあり、マンドレル３２に巻き付けられた内側集積
体８２からなる内側強化材層８６及び内側強化材層８６
上に巻き付けられた外側集積体８４からなる外側強化材
層８８にロービングを横巻きにして強化材がバラケない
ように一体化すると共に金型５６に挿入し易い円筒形積
層体を形成する。フープワインディング装置５０及び５
４は、ロービングを巻回した所要数のクリルを収容し、
各クリルから引き出されるロービングを横巻きに案内す
るガイドを備えて、ロービングを円滑に横巻きできるよ
うに構成されている。

【００４７】取り付け角度が相互に異なるようにフォー
ミングガイド４８と５２を取り付け、円筒形積層体を形
成する際に、内側強化材層８６の長手方向継ぎ目９８
（図３参照）と外側強化材層８８の長手方向継ぎ目９９
（図３参照）との周方向位置が異なるようにする。内側
強化材層８６と外側強化材層８８のそれぞれの長手方向
継ぎ目の周方向位置が異なるようにすることにより、成
形品における偏肉発生が抑制されて周方向の強度が均一
になると共に成形体の座屈に対する抵抗性が増大する。

【００４８】更に金型装置２８との間にはドライマット
架台２６がマンドレル３２の両側にそれぞれ設けてあ
る。ドライマット架台２６は、外側強化材層８８の外側
をドライマットで被覆するためにドライマットを供給す
る装置で、マットを収容するロールと、引き出したマッ
トを所定経路で案内して円滑に外側強化材層８８に被着
させるガイドとから構成されている。

【００４９】金型装置２８は、金型５６と、金型５６を
上下から締結して一体性を保持すると共に引抜き装置３
０による引っ張り力に抗して金型５６を支持する支持
体、即ちプラテン５８とから構成されている。金型５６
は、マンドレル３２によって円筒形から角筒形に成形さ
れた強化材積層体中のマトリックスを硬化させつつ成形
するために、硬化型と後硬化炉とを一体的に構成した金
型であって、上向きの断面四角形の凹部を有する上型
と、下向きの断面四角形の凹部を有する下型とから構成
されている。上下の型を組み合わせた時、金型５６は、
長手方向に延在する中空部を形成し、その中空部の断面
輪郭は、角筒形中空体９４の長手方向断面の外郭と同じ
形状を有し、その中空部にマンドレル３２の角形マンド
レル部３２Ｃを配置させ、それと協働して角筒形中空体
９４の断面形状と同じ輪郭の空隙を形成する。

【００５０】金型５６は、内部に発熱体を備え、樹脂硬
化に必要な熱を供給するようにすることもできる。ま
た、金型５６を貫通する樹脂出入孔を必要に応じて設
け、樹脂が硬化成形される前に成形体表面近傍にマトリ
ックスを注入し、又は金型５６内で絞り取られたマンド
レルを排出し、筒形積層体中のマンドレル含量、即ち強
化材含量を調整するようにすることもできる。更には、
金型５６にジャケットを設け、ジャケット内に水を循環
させて樹脂を加熱する前に一旦冷却するようにすること
もできる。これにより、金型５６内に引き込んだ筒形積
層体を加熱する前に一旦基準の温度に冷却して、金型５
６の加熱温度の調節を完全し、硬化工程の温度管理を万
全にすることができる。

【００５１】プラテン５８は、重量のある金属製の上下
２枚の板状部材からなり、板状部材中に発熱体を埋設す
ることにより、或いは熱油を循環させるジャケットを設
けることにより、樹脂硬化に必要な熱を金型５６を介し
て供給する。更に上下２枚のプラテンは、ボルトとナッ
ト等の緊結手段により相互に強固に締結して介在させた
金型５６の一体性を維持する。下段のプラテンは、下の
固定台６０に強固に固定されており、それによって引抜
き装置３０の引っ張り力に抗して金型５６を所定の位置
に保持するようになっている。

【００５２】成形された角筒形中空体９４を引き抜くた
めに引抜き装置３０が金型装置２８の前方のマンドレル
３２の延長線上に設けてある。引抜き装置３０は、２台
のプラーから構成され、各プラーは交互に一定の行程を
金型装置２８に向かって前進し、また後退する。一方の
プラーが角筒形中空体９４をクランプして金型５６から
角筒形中空体９４を引っ張りつつ後退している間に、他
方のプラーが前進して所定の位置で停止し、上記一方の
プラーが停止して角筒形中空体９４のクランプを解除す
ると同時に、上記他方のプラーが角筒形中空体９４をク
ランプして後退を開始する。この間に上記一方のプラー
は、再び前進を開始する。この繰り返しにより、角筒形
中空体９４を金型５６から引き出すことができる。

【００５３】本成形装置では、上述のように、１の工程
から次の工程に進む経路に案内機能と共に緊張力制御機
能をも有するガイド、例えばマット整列装置４０、ロー
ビング整列装置４４、整列ガイド４６、更にはフォーミ
ングガイド４８、５２を設け、引抜き装置３０によって
金型５６から角筒形中空体９４を引き抜くことにより、
ロービング及びマットをそれぞれ引き出し、経路途中に
別のプラーを設けることなく、更に後の工程に順次移行
するにしている。これによって、被加工物を引っ張るプ
ラーの数を最小限に抑え、かつ工程中及び工程間の被加
工物の緊張程度の調整を一層容易にしている。

【００５４】次に、図１及び図２を参照しながら、本成
形装置１０を使用して角筒形中空体を成形する方法を説
明する。先ず、ロービングラック１６に収納されたクリ
ル４０からそれぞれロービング７０を引き出し、ロービ
ング整列装置４４に通して所定本数のロービング７０を
１段の並列に引き揃えてロービング列７２を形成する。
次いで、ロービング列７２をロービング含浸装置２０に
導き、熱硬化性樹脂を主成分とするマトリックスを含浸
させて含浸ロービング列７４を形成する。尚、マットラ
ック１４の上方（Ａ側）に示してあるロービングラック
１６Ａからロービング７０Ａを引き出し、含浸させて形
成した含浸ロービング列７４Ａは、次に述べるように、
含浸マット８０Ａの間に介在して外側集積体８４を構成
する。一方、マットラック１４の下方（Ｂ側）に示して
あるロービングラック１６Ｂからロービング７０Ｂを引
き出し、含浸させて形成した含浸ロービング列７４Ｂ
は、含浸マット８０Ｂの間に介在して内側集積体８２を
構成する。

【００５５】一方、マットラック３８Ａに収納されたマ
ットロール３６Ａから所望の種類及び枚数のマット７６
Ａを引き出し、マット整列装置４０Ａに通して重ね合わ
せてマット層７８Ａを形成する。次いで、マット層７８
Ａをマット含浸装置１８に導き、マトリックスに含浸さ
せて含浸マット８０Ａを形成する。続いて、上述のよう
に、強化材集積装置２２において、Ａ側のロービングラ
ック１６Ａから引き出されて形成された含浸ロービング
列７４Ａを含浸マット８０Ａの間に介在させて所望の強
化材構造に集積し、外側集積体８４を形成する。

【００５６】同様に、マットラック３８Ｂに収納された
マットロール３６Ｂから所望の種類及び枚数のマット７
６Ｂを引き出し、マット整列装置４０Ｂを通して重ね合
わせてマット層７８Ｂを形成し、更にマット含浸装置１
８に導いて含浸マット８０Ｂを形成する。強化材集積装
置２２において、Ｂ側のロービングラック１６Ｂから引
き出されて形成された含浸ロービング列７４Ｂを含浸マ
ット８０Ｂの間に介在させて所望の強化材構造に集積
し、内側集積体８２を形成する。

【００５７】強化材集積装置２２から出て集積された内
側集積体８２を２段の整列ガイド４６Ａ、Ｂを通過させ
て、フォーミングガイド４８に案内する。次いで、フォ
ーミングガイド４８に導き、シート状から円筒形に移行
する前の予備的な曲面形状に賦形しつつ円筒形マンドレ
ル部３２Ｂに縦沿えで巻き付けて、長手方向に継ぎ目を
有する円筒形の内側強化材層８６に賦形する。次いで、
円筒形に賦形された内側強化材層８６をフープワインデ
ィング装置５０に通し、数本のロービングを内側強化材
層８６の外周に横巻きにして内側強化材層８６がバラケ
ルのを防止して一体化する。

【００５８】同様に、強化材集積装置２２から出て集積
された外側集積体８４を２段の整列ガイド４６Ａ、Ｂを
通過させて、フォーミングガイド５２に案内する。次い
で、フォーミングガイド５２に導き、シート状から円筒
形に移行する前の予備的な曲面形状に賦形しつつ円筒形
に賦形された内側強化材層８６上に縦沿えで巻き付け、
長手方向に継ぎ目を有する円筒形の外側強化材層８８に
賦形する。更に、フープワインディング装置５４に通
し、数本のロービングを外側強化材層８８の外周に横巻
きにして外側強化材層８８がバラケルのを防止して一体
化し、円筒形積層体９０を形成する。

【００５９】次いで、ドライマット架台２６からドライ
マット９２を引き出し、形成された円筒形積層体９０の
外側に被着させる。これにより、角筒形中空体の成形体
表面の平滑度を向上させることができる。引き続き、円
筒形積層体９０を移行マンドレル部３２Ｄに沿わせつ
つ、更に金型５６に引き込む。金型５６内で加熱、硬化
させつつ、金型５６と金型５６内を貫通する角形マンド
レル部１２Ｃとの協働により円筒形積層体９０を所望の
形状の角筒形中空体９４に成形する。成形された角筒形
中空体９４を引抜き装置３０により引っ張って金型５６
から引き出し、所望の長さに切断して製品とする。

【００６０】以下、上述の図１及び図２に示す成形装置
１０を使用して、長尺角筒形中空体の成形品を実施例品
として得た。実施例品の角筒形中空体形状は、長手方向
に直交する断面が長方形の四角筒状で、長手方向に中空
部を備え、図４に示すように、その寸法は、外周の外側
長辺の長さＷが２００mm、外側短辺の長さＨが１７０mm
で、壁の厚さＴが１５mmであった。

【００６１】実施例品１ １．マトリックス 気温２１．０°Ｃの下で、下記の成分を下記の配合で混
合して、マトリックスを調製した。調製したマトリック
スの粘度は、２２．０Ｐであった。 （１）樹脂 ビスフェノールＡ系のビニルエステル樹脂「リポキシ
Ｒ−８０２ 昭和高分子社製」：８０重量部 ノボラック系のビニルエステル樹脂「リポキシＨ−６
３０ 昭和高分子社製」：２０重量部

【００６２】（２）硬化剤 パーオキシジカーボネート系低温硬化剤「パーカドッ
クス１６ 化薬アクゾ社製」：２重量部 パーオキシケタール系高温用硬化剤「トリゴノックス
２９Ｂ７５ 化薬アクゾ社製」：１．０重量部 （３）離型剤 ステアリン酸粉末「新日本理化社製」：３．５重量部 （４）充填剤 炭酸カルシウム「ホワイトンＳＢ（赤）白石カルシウ
ム社製」：４０重量部

【００６３】２．強化材構造 （１）ガラス繊維製ロービング ４４５０ｇ／km 旭フ
ァイバー社製 （２）ガラスチョップドストランドマット ６００ｇ／
m² 日東紡社製 （３）ガラス繊維製ロービングクロス ８００ｇ／m²
日東紡社製 第１層：チョップドストランドマット 第２層：チョップドストランドマット 第３層：ロービング 第４層：ロービングクロス 第５層：チョップドストランドマット 第６層：ロービング 第７層：ロービングクロス 第８層：チョップドストランドマット 第９層：ロービング 第１０層：ロービングクロス 第１１層：チョップドストランドマット 第１２層：ロービング 第１３層：ロービングクロス 第１４層：チョップドストランドマット 第１５層：ロービング 第１６層：ロービングクロス 第１７層：チョップドストランドマット 第１８層：ロービング 第１９層：ロービングクロス 第２０層：チョップドストランドマット 第２１層：ロービング 第２２層：ロービングクロス 第２３層：チョップドストランドマット 第２４層：ロービング 第２５層：ロービングクロス 第２６層：チョップドストランドマット 第２７層：ロービング 第２８層：チョップドストランドマット 第２９層：チョップドストランドマット

【００６４】上述の強化材積層構造において、第１層と
第２層のチョップドストランドマットは、ドライマット
として作用し、第３層から第１７層まではロービングの
本数が１１４本、マット及びクロスの幅が８２０mmであ
って内側強化材積層体として、第１８層から第２９層ま
ではロービングの本数が１０６本、マット及びクロスの
幅が７６０mmであって、外側強化材積層体として構成さ
れている。外側強化材積層体の上及び内側強化材積層体
の上にはフープワインディングによりロービングが巻回
されている。 ３．成形条件 引抜き力：Max１２ｔ 引抜き速度：１５ｃｍ／分

【００６５】４．成形した角形中空体の試験結果 角形中空体の試験結果は、表２に示す通りである。

【表２】

【００６６】［試験方法］ １．引張強さ試験 島津製作所社製のオートグラフ（容量：２５ｔ）を用
い、JIS K 7054 （ガラス繊維強化プラスチックの引張
試験方法）に従って、平板成形品の引張強さ試験を行っ
た。 ２．曲げ強さ試験 島津製作所社製のオートグラフ（容量：２５ｔ）を用
い、JIS K 7055 （ガラス繊維強化プラスチックの曲げ
試験方法）に従って、平板成形品の曲げ強さ試験を行っ
た。０゜曲げ強さとはロービングと同じ方向の曲げ強さ
であり、９０゜曲げ強さとはロービングに対して直角な
方向の曲げ強さである。

【００６７】３．圧縮強さ試験 島津製作所社製のオートグラフ（容量：２５ｔ）を用
い、JIS K 7056 （ガラス繊維強化プラスチックの圧縮
試験方法）に従って、平板成形品の圧縮強さ試験を行っ
た。０゜圧縮強さと及び９０゜圧縮強さの圧縮方向をそ
れぞれ図５（ａ）及び（ｂ）に示す。

【００６８】

【発明の効果】請求項１に記載の連続引抜き成形装置に
よれば、ロービング列形成装置、ロービング含浸装置、
マット層形成装置、マット含浸装置及び強化材集積体を
形成する強化材集積装置とを備えて、含浸マットの間に
含浸ロービング列を介在させ、かつ多層の強化材積層構
造を形成することにより、等方的な広がりのある大型強
化材構造を実現し、機械的強度が等方的に強化された、
従来に無い大型中空体を成形できる。また、一工程から
次の工程に連続して被加工物を移行させることにより、
連続的にＦＲＰ製中空体を成形できる成形装置を実現し
ている。請求項２に記載の連続引抜き成形装置によれ
ば、賦形ガイドを設けて筒形マンドレルに巻き付ける前
にシート状の強化材集積体を予め筒形に賦形することに
より、変形させることなく、また偏肉させることなく、
強化材集積体を円滑にマンドレルに巻きつけ筒形強化材
積層体を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＦＲＰ製角筒形中空体の引抜き成
形方法を実施する成形装置の一例の模式的側面図であ
る。

【図２】図１に示す成形装置の平面配置図である。

【図３】本発明に係る成形装置で成形するＦＲＰ製中空
体の一例の斜視図である。

【図４】成形した角筒形中空体の形状、寸法を示す角筒
形中空体の断面図である。

【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ圧縮強さ試
験における０°圧縮強さ及び９０°圧縮強さの圧縮方向
を示す説明図である。

【図６】従来の成形方法を説明するためにその工程を示
すフローチャートである。

【図７】従来の連続引抜き成形法により成形された成形
品の機械的強度の不足を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０ 連続引抜き成形装置 １２ マンドレル装置 １４ マット層形成装置 １６ ロービング列形成装置 １８ マット含浸装置 ２０ ロービング含浸装置 ２２ 強化材集積装置 ２４ 積層体形成装置 ２６ ドライマット架台 ２８ 成形金型装置 ３０ 引抜き装置 ３２ マンドレル ３４ マンドレル支持部 ３６ ロール ３８ マットラック ４０ マット整列装置 ４２ ロービングラック ４４ ロービング整列装置 ４６ 整列ガイド ４８ 内側集積体用のフォーミングガイド ５０ 内側集積体用のフープワインディング装置 ５２ 外側集積体用のフォーミングガイド ５４ 外側集積体用のフープワインディング装置 ５６ 金型 ５８ プラテン ６０ 固定台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＦＲＰ製中空体を連続引抜き成形方法に
   より成形する装置であって、 複数のロービングを引き出し、１段の並列に引き揃えて
   ロービング列を形成するようにしたロービング列形成装
   置と、 ロービング列に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂組成物
   （マトリックス）を含浸させて含浸ロービング列を形成
   するロービング含浸装置と、 一枚のマットを引き出して、又は同種又は異種の複数枚
   のマットを引き出し重ね合わせてマット層を形成するよ
   うにしたマット層形成装置と、 マット層に前記樹脂組成物を含浸させて含浸マットを形
   成するマット含浸装置と、 含浸マットの間に含浸ロービング列を介在させてシート
   状の強化材集積体を形成する強化材集積装置と、 前記中空体の中空部の輪郭と同じ形状を外表面に備えた
   マンドレルと、マンドレルの支持部とからなるマンドレ
   ル装置と、 強化材集積体を縦沿えにマンドレルに巻き付けて長手方
   向に継ぎ目を有する筒形に賦形しつつフープワインディ
   ングを行い、次いで、順次賦形された強化材集積体の外
   側に次層の強化材集積体を縦沿えに巻き付けて長手方向
   に継ぎ目を有する筒形に賦形しつつ積層し、更にその上
   にフープワインディングを行い、以下同様にして、筒形
   強化材積層体を形成する積層体形成装置と、 前記中空体の外形と同じ輪郭の中空部を長手方向に備え
   る成形金型と加熱手段とを有する成形金型装置と、 成形された中空体を成形金型装置から引き抜く引抜き装
   置とを備えて、 連続的にＦＲＰ製中空体を成形することを特徴とする連
   続引抜き成形装置。
2. 【請求項２】 シート状の強化材集積体を長手方向に継
   ぎ目を有する円筒形に円滑に移行させるために必要な曲
   面を有する賦形ガイドを備え、予め強化材集積体をシー
   ト状から筒状に賦形しつつ筒形マンドレルに縦沿えに巻
   き付けるようにしたことを特徴とする連続引抜き成形装
   置。