JPH09207232A - 非円形繊維強化プラスチック管の製造法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 任意の均質な肉厚を有する非円形ＦＲＰ管を
成形するための非円形ＦＲＰ管の製造法及びその製造法
に使用される成形装置を提供する。 【解決手段】 中空非円形型枠を支持搭載したトラバー
ス台車を型の軸線方向に往復走行させながら床面に設置
した固定梁の先端から切断されたガラスロービング及び
樹脂組成物の混合物を該型枠内面に供給し、該型枠の移
動に伴って該型枠内面に接触して回転するローラで、切
断されたガラスロービングと樹脂組成物の混合物を該型
枠内面に抑圧して脱泡する工程を、該型枠を一定変位回
転させることを繰り返して行う非円形繊維強化プラスチ
ック管の製造法及びその製造法に使用される製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非円形繊維強化プ
ラスチック管（以下、繊維強化プラスチック管をＦＲＰ
管と称する）の製造法およびその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＦＲＰ管の成形法としては、ＦＷ
法、遠心成形法、ハンドレイアップ法、スプレイアップ
法等が知られている。しかし、ＦＷ法には、得られる成
形品の軸方向と円周方向の強度差か大きい、内面二次接
着加工する場合に接合強度を上げるために内面をサンダ
ー等で研削する必要があるなどの問題があり、遠心成形
法には、臨界速度以上の高速回転で成形する必要あり、
また軸方向の肉厚を変化させる作業が不可能である等の
問題があった。また、遠心成形法では、非円形ＦＲＰ管
の製造は困難であり、ハンドレイアップ法およびスプレ
イアップ法では作業環境が悪く、手作業によるため作業
効率が低い欠点がある。

【０００３】特公平２−５５２２１号公報には上記の問
題を解決した成形装置が提案されている。この成形装置
は、回転しながら移動する中空円形型枠、ガラスロービ
ングを切断して樹脂組成物と混合した状態で該型枠内面
に供給する装置および該型枠内面に設置され、該型枠の
回転に伴って回転する含浸脱泡装置を備えた成形装置で
ある。

【０００４】しかし、この成形装置によれば、中空円形
のＦＲＰ管は好適に成形することができるが、非円形の
ＦＲＰ管の場合には、含浸ロールの型枠内面への追従性
が悪く、含浸脱泡できず、また、ガラスロービングと樹
脂混合物が供給される箇所の型枠内面の型枠回転に伴う
周速度が、非円形のために異なり、均一な肉厚を成形で
きないという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点を解決するものであって、請求項１に
おける発明は、任意の均質な肉厚を有する非円形ＦＲＰ
管を成形するための非円形ＦＲＰ管の製造法を提供する
ものであり、請求項２及び３における発明はその製造法
に使用される成形装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、中空非円形型
枠を支持搭載したトラバース台車を型の軸線方向に往復
走行させながら床面に設置した固定梁の先端から切断さ
れたガラスロービング及び樹脂組成物の混合物を該型枠
内面に供給し、該型枠の移動に伴って該型枠内面に接触
して回転するローラで、切断されたガラスロービングと
樹脂組成物の混合物を該型枠内面に抑圧して脱泡する工
程を、該型枠を一定変位回転させることを繰り返して行
うことを特徴とする非円形ＦＲＰ管の製造法に関する。

【０００７】また、本発明は、中空非円形型枠、該型枠
を支持搭載し型の軸線方向に往復走行するトラバース台
車、該型枠の内側に切断したガラスロービングと樹脂組
成物を混合して供給する供給装置、該型枠の移動に伴っ
て、該型枠内面に接触して回転するローラで、切断され
たガラスロービングと樹脂組成物の混合物を該型枠内面
に抑圧して脱泡する脱泡装置、供給装置と脱泡装置を装
着させる固定梁および該型枠を一定変位回転させる型枠
回転駆動装置を備えてなる非円形ＦＲＰ管の製造装置に
関する。さらに、本発明は、上記の製造装置において、
型枠回転駆動装置が、中空非円形型枠の外周に中空非円
形型枠の回転に伴って回転できる接触ローラを設置し、
接触ローラの回転をロータリエンコーダで検知し、中空
非円形型枠を支持する支持車輪を駆動する原動機を制御
して中空非円形型枠の変位幅を制御するようになしたも
のである非円形ＦＲＰ管の製造装置に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳し
く説明する。図１は、本発明における非円形ＦＲＰ管の
製造装置の一例を示す一部を切断した正面図、図２はそ
の右側面図である。

【０００９】この成形装置は、中空非円形型枠１、該型
枠１を支持搭載し、該型枠１の水平軸２方向に往復走行
するトラバース台車３、該型枠１の内側に切断したガラ
スロービングと樹脂組成物を混合して供給する供給装置
４、脱泡装置５、上記供給装置４と脱泡装置５を装着さ
せる固定梁６および該型枠１を一定変位回転させる型枠
回転駆動装置７からなる。８ａは樹脂、８は樹脂供給ポ
ンプ、９ａは硬化剤、９は硬化剤供給ポンプ、ｌ０はガ
ラスロービングである。

【００１０】中空非円形型枠１は、中空円形型枠１ａに
取り付け板１ｂで固定した構造のものが使用できる。ト
ラバース台車３は、床上に設置されたレール３ａ上を往
復走行する走行車輪３ｂ、走行車輪３ｂを駆動する駆動
装置３ｃ、中空非円形型枠型ｌを回転自在に支持搭載す
る支持車輪３ｄからなるように構成することができる。
樹脂８ａ及び硬化剤９ａはそれぞれ、樹脂供給ポンプ８
及び硬化剤供給ポンプ９により、固定梁６に装着した供
給装置４に送られ、ガラスロービング１０と共に中空非
円形型枠ｌの内面に供給される。

【００１１】図３は供給装置４の平面図、図４はその側
面図である。供給装置４は、樹脂供給ポンプ８、硬化剤
供給ポンプ９、（いずれも図１に示す。）供給ノズル４
ａ、ガラスロビング１０を切断する受けローラ４ｄ、切
断刃付きローラ４ｅおよびビンチローラ４ｆからなる。
連続長繊維であるガラスロービング１０は、受けローラ
４ｄとピンチローラ４ｆの間に供給され、受けローラ４
ｄの駆動により切断刃付きローラ４ｅによって切断され
たガラスローピンクｌ０ａ（ガラスチョップと呼ぶ）と
される。ガラスロービングの切断長さは切断刃付きロラ
４ｅの刃間ピッチにより変えることができる。一方、樹
脂８ａ、硬化剤９ａは樹脂供給ポンプ８、硬化剤供給ポ
ンプ９ａ（いずれも図１に示す）により供給ノズル４ａ
に供給されて樹脂組成物１１となり、切断されたがラス
ロビング１０ａと混合され、混合された状態で中空非円
形型枠１の内面に分散供給される。中空非円筒型枠ｌ内
面に供給されたガラスロービング１０ａと樹脂組成物１
１の混合物は中空非円筒型枠１の内面に接触して回転す
る脱泡ロール５ａにより、含浸脱泡される。

【００１２】図５は脱泡装置５の一例を示す正面図、図
６はその側面図である。脱泡装置５は、中空非円形型枠
１の内面に接触して回転する脱泡ロール５ａ、脱泡ロー
ル５ａを支える支持アーム５ｂおよび支持アーム５ｂの
中間に一端が取り付けられているシリンダー５ｃからな
るように構成することができる。固定梁６に固定されて
いる支持アーム６ａに支持アーム５ｂおよびシリンダー
５ｃの一方の端が取り付けられている。それぞれの構成
部材は軸Ｘ１〜Ｘ４、軸Ｙ１〜Ｙ４で回転できるように
連結されている。

【００１３】脱泡ロール５ａとしては特に制限はない
が、円筒形状で表面円周方向に溝をつけて脱泡し易くし
たものか好ましく、また刷毛状のブラシなどを周囲に巻
き付けてもよい。またワッシャー状のリングを並べて構
成させてもよい。シリンダー５ｃは、脱泡ロール５ａを
中空非円形型枠１の内面に押しつけ、また上下させる。
シリンダー５ｃにはエアシリンダー、油圧などの圧力調
整器を用いることができる。圧力調整器の圧力は、脱泡
ロール５ａが中空非円形型枠ｌの内面に脱泡ロールの長
さに対し約５０〜４００g/cmになるように設定するのが
のぞましい。

【００１４】トラバース台車３のトラバース方向の切り
替えについて説明する。検知装置３ｆは図１に示すよう
にトラバース用レール３ａの両端末に設置されており、
トラバース台車３の移動方向を切り替える働きをする。
検知装置は、一般に使用されるリミットスイッチや光電
管等を利用できる。

【００１５】中空非円形型枠１を水平軸２を中心に一定
変位回転させる型枠回転駆動装置７について説明する。
図７は非円形ＦＲＰ管の製造装置の型枠回転駆動装置７
を含む一部の正面図を示し、図８は図１における非円形
ＦＲＰ管の製造装置の左側面図（樹脂８ａ、硬化剤９
ａ、樹脂供給ポンプ８、硬化剤供給ポンプ９、固定梁６
供給装置４ガラスロービング１０は省略）を示す。

【００１６】型枠回転駆動装置７は、駆動原動機７ａ、
中空非円形型枠ｌの回転に伴って回転する接触ローラ７
ｂ、接触ローラ７ｂを中空非円形型枠ｌの外周に常時接
触させるために該型枠１の回転中心ｏに向けて押圧する
シリンダー７ｃ、接触ローラ７ｂの回転を検知するエン
コーダ７ｄ、エンコーダ７ｄからの信号を制御する制御
器７ｅから構成される。中空非円形型枠１は、水平軸２
を中心にトラバース台車３の支持車輪３ｄに搭載されて
おり駆動原動機７ａにより回転する。駆動原動機７ａ
は、トラバース台車３が検知装置３ｆの位置に移動でき
た時に検知装置３ｆからの信号を受け起動する。駆動原
動機７ａの働きにより、支持車輪３ｄを介して中空非円
形型枠１を回転させると、接触ローラ７ａが回転する。
接触ローラ７ｂの回転をエンコーダ７ｄで検知し一定変
位回転したときのエンコーダ７ｄからの信号を制御器７
ｅで処理し駆動原動機７ａに信号を送り駆動原動機７ａ
の働きを停止させる。こうして中空非円形型枠１を一定
変位回転させることができる。中空非円形型枠１の回転
時、脱泡ロール５ａはシリンダ５ｃの作用により持ち上
げられた状態にされる。

【００１７】供給装置によりガラスロービングと樹脂組
成物を供給する点における中空非円筒型枠１の一定変位
回転によって生じる中空非円形型枠１内面の内周の変位
幅を以下、送り幅という。

【００１８】次にトラバース台車の移動速度、ガラスロ
ービングと樹脂組成物の供給装置能力、中空非円形型枠
の送り幅の関係について述べる。供給装置４による供給
量を一定にし、トラバース台車３の移動速度を一定とす
ると一回の移動で積層される厚さは一定となる。供給装
置４によるガラスロービング１０ａと樹脂組成物との混
合物１１の供給幅は、一般に２０〜３０cmであり、中央
部が厚く、端末部か薄くなるため、一回の成形で積層さ
れる円周方向の積層断面は２０〜３０cm幅で中央部か厚
く、周囲部が薄く成形される。この円周方向の厚みを均
一にするため、中空非円形型枠１を一定変位回転させ、
すなわち送り幅をあたえて積層し、これを繰り返すこと
により、円周方向の厚みを均一にする。送り幅をすくな
くするほど、円周方向の厚みは均一となるが、成形厚み
を一定にするため、トラバース台車３を速く移動する必
要がある。供給幅を２０〜３０cmに調整した場合、中空
非円形型枠内面の送り幅は５cm以下が望ましい。送り幅
を５cm、供給幅２０〜３０cmに設定した場合、４〜５回
のトラバース移動によって所定の積層厚さが得られるこ
とになり、全体として均一な厚みの成形が可能となる。
また、中空非円形型枠の回転変位すなわち送り幅を部分
的に変化させることにより、成形厚さを部分的に変化さ
せることが可能となる。

【００１９】本発明に使用するガラスロービングと樹脂
組成物の供給装置の供給能力により、成形時間が支配さ
れる。能力か小さいと成形時間を要し、成形効率か低下
する。また能力が大きすぎるとトラバース架台の移動速
度を極端に速くする必要が生ずる。適正な供給能力は約
２〜１５kg／分である。

【００２０】本発明において、樹脂組成物として常温硬
化型の樹脂、例えば、不飽和ポリエステル樹脂が用いら
れる。樹脂組成物は硬化剤を含み、硬化促進剤、充填剤
等を必要に応じ含んでもよい。充填剤としては炭酸カル
シウム、タルク、水酸化アルミ、クレー、ガラスバルー
ン、ミルドファイバなど、有機、無機の充填剤か製品の
要求性能により利用できる。

【００２１】トラバース台車をトラバースさせながら積
層脱泡を行い中空非円筒型枠１を一定変位回転させて繰
り返し積層をおこなうため、積層部か硬化しないうちに
積層部か中空非円形型枠上方部に移動すると積層物の自
重により積層物か落下して成形不可能になる。この不具
合を防ぐため、積層された積層部の位置が約９０度右回
転した時点で積属物か硬化するように硬化物の硬化時間
を調整することかのぞましい。

【００２２】

【作用】本発明における非円形ＦＲＰ管の製造法又はそ
の製造装置は、型枠を回転させながらガラスロービング
と樹脂混和物を混合供給し脱泡する従来の製造法又は装
置と異なり、型枠を回転せず、型枠を型枠の軸線方向に
移動させながらガラスロービングと樹脂組成物の混合物
を供給して脱泡し、次に型枠を一定変位回転させるもの
である。ガラスロービングと樹脂組成物の混合物の供給
及び脱泡を型枠を一定変位回転して繰り返し実施するこ
とにより非円筒型枠内面にＦＲＰを積層するすることが
できる。従って、従来の型枠回転に伴って発生する非円
形型枠内への脱泡ロールの追従性の問題、非円形型枠内
面の周速度の違いによって発生する肉厚変動の問題を解
決することができる。

【００２３】成形完了後、成型品は、中空非円形型枠か
ら引き抜いてもよいが、中空非円形型枠１ａ及び取付板
１ｂが順次取り除かれ、中空非円形型枠１を分割して又
は開いて開放し、成型品が取り出されることが好まし
い。このため、中空非円形型枠１ａ、取付板１ｂ、中空
非円形型枠１はそれぞれ分割可能又は開閉可能であって
組立可能又は閉鎖可能に構成されている。

【００２４】

【実施例】以下、発明を実施例により詳しく説明する。
図１に示す装置を用い、次に示す条件で非円形ＦＲＰ管
を成形した。その結果、５土１mmのＦＲＰ管の厚さ精度
を有し、ガラス含有量が３２重量％で防衛庁ＦＲＰ規格
５級に合格する非円形ＦＲＰ管を得ることができた。

【００２５】非円形ＦＲＰ管の成形条件と結果 （１）ＦＲＰ管の形状：断面の長外径（ｄ１）１６８０
mm、断面の短外径（ｄ２）１２１０mmで楕円形ではな
く、そとに膨らんだいびつな形状をしており、長径と短
径の寸法を採る部分は短い直線部分をなす。 （２）ＦＲＰ管の長さ：１０ｍ （３）ＦＲＰ管の外周：４７２０mm （４）ＦＲＰ管の厚さ（仕様）：５mm （５）使用材料：不飽和ポリエステル樹脂（PS-2188P
T、日立化成工業株式会社製）、硬化剤（パーメック
Ｎ、日本油脂株式会社商品名）、ガラスロービング（R2
310-06-54、日東紡績株式会社製） （６）ガラスロービングの切断長さ：３８mm （７）材料供給量：ガラスロービング２．２kg／分、樹
脂組成物４．６kg／分（樹脂組成物は不飽和ポリエステ
ル樹脂と硬化剤（硬化剤１重量％）を含む。

【００２６】（８）材料供給幅：２５０mm （９）トラバース速度：４４６mm／秒 （10）中空非円形型枠の送り幅：３５mm （11）脱泡ロール（溝付きポリエチレン製）の外径：１
６０mm （12）脱泡ロールの長さ：３００mm （13）脱泡ロール押しつけ力：１５０g/cm （14）成形結果：成形時間７０分 （15）成形ＦＲＰ管の厚さ：４．８〜５．４mm

【００２７】

【発明の効果】請求項１における方法によれば、従来の
内巻成形法である遠心成形法、回転成形法等では成形出
来ない均一な肉厚の非円形ＦＲＰ管成形できる。また型
枠の回転は一回の成形でｌ〜２回回転させるのみであ
り、従来の型を回転させながら成形する成形法と比較す
ると型枠、型駆動装置等の製作費用の大幅な低減を図る
ことができる。さらにまたハンドレイアップ法の手作業
に比べ約１／２０の工数短縮となる。また、ＦＲＰ管の
円周方向の肉厚を容易に変化させることができる。請求
項２又は３における装置により上記の方法を効率的に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における非円形ＦＲＰ管の製造装置の一
例を示す一部を切断した正面図である。

【図２】図１製造装置の右側面図である。

【図３】供給装置４の一例を示す平面図である。

【図４】図３の供給装置４の側面図である。

【図５】脱泡装置５の一例を示す正面図である。

【図６】図５の脱泡装置５の側面図である。

【図７】図１の非円形ＦＲＰ管の製造装置の型枠回転駆
動装置７を含む一部の正面図である。

【図８】図１における非円形ＦＲＰ管の製造装置の左側
面図（樹脂８ａ、硬化剤９ａ、樹脂供給ポンプ８、硬化
剤供給ポンプ９、固定梁６供給装置４ガラスロービング
１０は省略）である。

【符号の説明】

１ ：中空非円形型枠 １ａ：中空円形型枠 １ｂ：取付板 ２ ：水平軸 ３ ：トラバース台車 ３ａ：レール ３ｂ：走行車輪 ３ｃ：駆動装置 ３ｄ：支持車輪 ３ｆ：検知装置 ４ ：供給装置 ４ａ：供給ノズル ４ｄ：受けローラ ４ｅ：切断刃付きローラ ４ｆ：ピンチローラ ５ ：脱泡装置 ５ａ：脱泡ロール ５ｂ：支持アーム ５ｃ：シリンダー ６ ：固定梁 ６ａ：支持アーム ７ ：型枠回転駆動装置 ７ａ：駆動原動機 ７ｂ：接触ローラ ７ｃ：シリンダー ７ｄ：ロータリエンコーダ ７ｅ：制御器 ８ ：樹脂供給ポンプ ８ａ：樹脂 ９ ：硬化剤供給ポンプ ９ａ：硬化剤 １０ ：ガラスロービング １０ａ：ガラスチョップ １１ ：樹脂組成物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空非円形型枠を支持搭載したトラバー
   ス台車を型の軸線方向に往復走行させながら床面に設置
   した固定梁の先端から切断されたガラスロービング及び
   樹脂組成物の混合物を該型枠内面に供給し、該型枠の移
   動に伴って該型枠内面に接触して回転するローラで、切
   断されたガラスロービングと樹脂組成物の混合物を該型
   枠内面に抑圧して脱泡する工程を、該型枠を一定変位回
   転させることを繰り返して行うことを特徴とする非円形
   繊維強化プラスチック管の製造法。
2. 【請求項２】 中空非円形型枠、該型枠を支持搭載し型
   の軸線方向に往復走行するトラバース台車、該型枠の内
   側に切断したガラスロービングと樹脂組成物を混合して
   供給する供給装置、該型枠の移動に伴って、該型枠内面
   に接触して回転するローラで、切断されたガラスロービ
   ングと樹脂組成物の混合物を該型枠内面に抑圧して脱泡
   する脱泡装置、供給装置と脱泡装置を装着させる固定梁
   および該型枠を一定変位回転させる型枠回転駆動装置を
   備えてなる非円形繊維強化プラスチック管の製造装置。
3. 【請求項３】 型枠回転駆動装置が、中空非円形型枠の
   外周に中空非円形型枠の回転に伴って回転できる接触ロ
   ーラを設置し、接触ローラの回転をロータリエンコーダ
   で検知し、中空非円形型枠を支持する支持車輪を駆動す
   る原動機を制御して中空非円形型枠の変位幅を制御する
   ようになしたものである請求項２に記載の非円形繊維強
   化プラスチック管の製造装置。