JP2007015226A - 繊維強化樹脂製円筒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来よりも緻密で高品質な製品を、経済的により短時間で生産性よく製造可能な繊維強化樹脂製円筒体の製造方法を提供する。
【解決手段】 内周面１３に沿って強化用繊維シート１１を配置し、水平配置された減圧状態の円筒状の成形型１４内に、液状の熱硬化性樹脂１０を入れて成形型１４を回転し、遠心力によって成形型１４の内周面１３側へ熱硬化性樹脂１０を均等分散させ、熱硬化性樹脂１０を硬化させて成形する。ここで、熱硬化性樹脂１０の硬化は、成形型１４内に電磁波を照射して行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、化学プラント設備又は構造物に使用する繊維強化樹脂製円筒体の製造方法に関する。

従来、例えば、化学プラント設備又は構造物の配管には、繊維強化樹脂製円筒体（以下、ＦＲＰ製円筒体ともいう）が使用されている。
このＦＲＰ製円筒体の製造方法としては、強化用繊維材に液状の熱硬化性樹脂を含浸させながら、この強化用繊維材を円筒状の芯型の上に巻き重ねる外巻き法が、通常一般的に用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
しかし、外巻き法で製造したＦＲＰ製円筒体は、その外表面が繊維形状又は巻き形状のまま出来上がるため、凹凸のある製品となって外径寸法にばらつきがある。また、繊維束又は繊維シートを少量ずつ巻き重ねながら成形するため、製造に時間を要し生産性が悪い。そして、特に長いＦＲＰ製円筒体を製造する場合は、巻き重ね終了後に芯型が抜き取りにくく、製造可能なＦＲＰ製円筒体の長さに限界がある。更に、過剰な熱硬化性樹脂の使用によって、不要な熱硬化性樹脂の垂れ落ちが生じる場合があるため、製造コストの増大を招く恐れがある。なお、ＦＲＰ製円筒体の製造に際しては、熱硬化性樹脂の臭気が周囲に放散されるため、これを捕集する設備が必要となり、設備コストの増大を招く。

そこで、上記した問題を解決する方法として、回転する円筒状の成形型内に強化用繊維材と液状の熱硬化性樹脂を入れ、遠心力を用いてＦＲＰ製円筒体を製造する方法が考えられている。
例えば、特許文献１には、遠心力によるＦＲＰ製円筒体の製造方法及びその装置が開示されている。この成形方法は、マンドレル芯の外表面上で強化用繊維材の筒又は管を編み、マンドレル芯ごと成形型の内部へ挿入した後、マンドレル芯のみを抜き取り、強化用繊維材の筒又は管の編物を成形型の内面に残す。次に、液状の熱硬化性樹脂液を成形型内へ供給し、その成形型を回転させることで、熱硬化性樹脂が遠心力により成形型の内周面側へ均等に分布すると共に、強化用繊維材の部分にも浸透して熱硬化し、ＦＲＰ製円筒体を製造する。
また、特許文献２には、強化用繊維材と熱可塑性樹脂シートの積層体を熱可塑性樹脂シートが外側になるように芯金に巻回し、この芯金を積層体と共に成形型内に挿入して芯金と成形型を互いに逆回転し、積層体を芯金から巻き戻しながら強化用繊維材が外側になるように成形型の内周面に巻き移し、次いで積層体を加熱して熱可塑性樹脂シートを溶解しながら遠心成形した後、冷却してＦＲＰ製円筒体を製造する方法が開示されている。

「ＦＲＰ構造設計便覧」、強化プラスチック協会、平成６年９月３０日、ｐ．３２２、３６１ 米国特許第３１１２５３０号明細書 特開昭５７−１６３５２９号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、成形型内に空気又は成形時に発生したガスが存在するため、製造したＦＲＰ製円筒体中に気泡が介在し易く、緻密な製品を歩留り良く製造できない。また、熱硬化性樹脂の硬化に時間を要するため、製品の生産性が悪い。更に、強化用繊維材を編んだり、またそれを成形型の内面に密着させる必要があるため、作業性が悪くしかも製品の生産性も悪い。
特許文献２の方法でも、特許文献１の方法のように、成形型内に空気又は成形時に発生したガスが存在するため、製造したＦＲＰ製円筒体に気泡が介在し易く、緻密な製品を歩留り良く製造できない。また、熱硬化性樹脂の硬化に時間を要するため、製品の生産性が悪い。更に、熱可塑性樹脂シートを加熱溶解する作業と設備が必要となるため、製造コスト及び設備コストがかかり経済的でない。また、比較的内径が小さくて長いＦＲＰ製円筒体を製造する場合、小さい内径の成形型内に、芯金に巻回した強化用繊維材と熱可塑性樹脂シートとの積層体を挿入して逆回転させる機構を設けるのは難しい。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来よりも緻密で高品質な製品を、経済的により短時間で生産性よく製造可能な繊維強化樹脂製円筒体の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、内周面に沿って強化用繊維シートを配置し、水平配置された減圧状態の円筒状の成形型内に、液状の熱硬化性樹脂を入れて該成形型を回転し、遠心力によって該成形型の内周面側へ前記熱硬化性樹脂を均等分散させて、前記熱硬化性樹脂を硬化させて成形する。

第２の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、第１の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂の硬化は、前記成形型内に電磁波を照射して行う。

前記目的に沿う第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、内周面に沿って強化用繊維シートを配置し、水平配置された円筒状の成形型内に、液状の熱硬化性樹脂を入れて該成形型を回転し、遠心力によって該成形型の内周面側へ前記熱硬化性樹脂を均等分散させて、前記成形型内に電磁波を照射し前記熱硬化性樹脂を加熱硬化させて成形する。

第２、第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂を前記成形型内に供給する注入管と、前記電磁波を前記成形型内に照射する導波管を、前記成形型とそれぞれ軸心を合わせ、該成形型内にシール機構を介して装入することが好ましい。

第２、第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記注入管の先端部と前記導波管の先端部とは接続され、該注入管と該導波管の撓みを抑制することが好ましい。

第２、第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂を前記成形型内に供給する注入管と、前記電磁波を前記成形型内に照射する導波管とを一体として、該成形型の片側から該成形型内にシール機構を介して装入することが好ましい。

第２、第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記注入管を前記成形型の一方側から他方側へかけて移動させながら、前記注入管から前記成形型内へ前記熱硬化性樹脂を入れることが好ましい。

第２、第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記導波管には真空ポンプが接続され、該導波管を介して前記成形型内の空気を吸引し減圧状態にすることが好ましい。

第１〜第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記強化用繊維シートは巻回された状態で前記成形型内に装入され、該成形型を前記強化用繊維シートが広がる方向に回転して、該強化用繊維シートを前記成形型の内周面に密着させることが好ましい。

第１〜第３の発明に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂には、顔料、金属、金属酸化物、及びセラミックスのいずれか１又は２以上が混合されていることが好ましい。

請求項１及びこれに従属する請求項２、４〜１０記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、強化用繊維シートを装入した減圧状態の成形型内に液状の熱硬化性樹脂を注入するので、空気又は成形時に発生したガスの気泡介在を従来よりも少なくした緻密な製品を製造できる。また、円筒状の成形型を回転してその遠心力を用い、液状の熱硬化性樹脂を成形型の内周面側へ均等に分散させて製造するので、外形寸法及び厚みが均一な製品を製造できる。
特に、請求項２記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、成形型を回転しながら、成形型の内周面側へ均等分散した熱硬化性樹脂に電磁波を照射するので、熱硬化性樹脂を内部から均一に加熱して硬化させることができ、寸法精度の高い製品をより短時間に製造できる。
請求項３及びこれに従属する請求項４〜１０記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、円筒状の成形型を回転してその遠心力を用い、成形型の内周面側へ均等に分散させた液状の熱硬化性樹脂に電磁波を照射するので、外形寸法及び厚みが均一な製品をより短時間に製造できる。

請求項４記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、注入管と導波管を成形型内にシール機構を介して装入するので、簡単な構成で減圧状態の成形型内へ熱硬化性樹脂の注入と電磁波の照射を行うことができる。また、注入管と導波管の軸心を成形型の軸心と合わせることにより、例えば、注入管と導波管が成形型内に装入された状態でも、注入管と導波管を成形型と共に回転させることなく固定でき、装置構成を簡単にできる。
請求項５記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、注入管の先端部と導波管の先端部とを接続するので、一体となった注入管と導波管を成形型の両側で支持する構成となり、特に注入管と導波管が細長くなった場合に、その撓みを抑制する効果が大きくなる。

請求項６記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、成形型の片側から一体となった注入管と導波管をシール機構を介して装入するので、簡単な構成で減圧状態の成形型内へ熱硬化性樹脂の注入と電磁波の照射を行うことができる。また、一体とした注入管と導波管を、成形型の片側から成形型内に装入するので、装置構成を簡単にでき、しかも外気の侵入箇所を少なくできる。
請求項７記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、注入管を成形型の一方側から他方側へかけて移動させながら、注入管から成形型内へ熱硬化性樹脂を入れるので、例えば、成形型の長さが長くても、熱硬化性樹脂を成形型内の長手方向に渡って満遍なく入れることができる。これにより、注入管を移動させない場合と比較して、熱硬化性樹脂の均等分散に要する時間を短縮でき、繊維強化樹脂製円筒体の生産性を向上できる。
請求項８記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、導波管に真空ポンプが接続されているので、装置構成を簡単にでき、しかも外気の侵入箇所を少なくできる。
請求項９記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、成形型に装入した強化用繊維シートを、成形型の回転によりその内周面に沿って広げ密着させるので、手間がかからず作業性が良好である。
請求項１０記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、樹脂に固形物を添加するので、遠心力により固形物が成形型の内周面側へ移動し、厚み方向に構成が異なる繊維強化樹脂製円筒体を容易に製造できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内への強化用繊維シートの装入状況を示す説明図、図２は同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内での強化用繊維シートの配置状況を示す説明図、図３は同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内への熱硬化性樹脂の注入状況を示す説明図、図４（Ａ）は同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法に使用する導波管の断面図、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ変形例に係る導波管及び注入管の断面図、図５は同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内への電磁波の照射状況を示す説明図、図６は同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法により製造した繊維強化樹脂製円筒体の成形型内からの取出し状況を示す説明図、図７は同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法により製造される繊維強化樹脂製円筒体の部分断面図である。

図１〜図６に示すように、本発明の一実施の形態に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法は、化学プラント設備又は構造物の配管に使用可能なものであり、熱硬化性樹脂（以下、単に樹脂ともいう）１０を強化用繊維シート（以下、単に繊維シートともいう）１１で補強した繊維強化樹脂製円筒体（以下、ＦＲＰ製円筒体ともいう）１２を製造する方法である。なお、製造するＦＲＰ製円筒体１２は、例えば、長さが３ｍ以上６ｍ以下程度、外径が２５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下程度、厚みが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度のものである。以下、詳しく説明する。

ＦＲＰ製円筒体１２に使用する繊維シート１１は、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、布繊維、又はその他ＦＲＰ製品に一般的に用いられている繊維材料を、予めシート状に加工したものであり、長繊維を織ってクロス（布）に加工したもの、又は短繊維を織らずにマット（不織布）に加工したものである。このクロスは、長繊維を束ねて平織りしてあるので、長繊維方向の強さを最も向上できる。また、マットは、短繊維を無方向に配置してあるので、均等に各方向の強さを向上できる。
これら両方の繊維シートを併用することにより、ＦＲＰ製円筒体のクロスの繊維方向のみに偏らず、他の方向の強さも向上できる。また、マットを２枚のクロスの間に挟み込むことにより、マットがクロス織り目の凹部に入り込み、２枚のクロスの繋ぎ役をして、層間剥離を防止する効果もある。

この繊維シート１１を、製造するＦＲＰ製円筒体１２の厚み及び長さに応じて矩形状（長方形又は正方形）に裁断した後、図１、図２に示すように、一端側から巻回す。なお、複数枚の繊維シートを重ね合わせて使用する場合は、予め重ね合わせた後に巻回す。
そして、図１〜図３に示すように、この巻回された状態の繊維シート１１を、予め内周面１３に市販の離型剤（例えば、ワックス）を塗布した円筒状の成形型１４の筒状部１５内に装入して、筒状部１５の両端部にＯリング１６、１７を介して蓋１８、１９をする。この蓋１８、１９は共に円盤状となっており、更に蓋１９は筒状部１５の側面に接触する際に、筒状部１５内に嵌入してその内周面１３に接触する環状の突起部２０を備えている。
この成形型１４は水平配置されて、成形型１４の外周面２１に接触する複数の樹脂製ガイドローラ（図示しない）と複数の樹脂製駆動ローラ２２（ここでは２個）を備える駆動手段２３（例えば３点支持）により、回転させることができる。この駆動ローラ２２の駆動源は、インバータ制御のモータ２４である。

なお、成形型が回転可能な構成であれば、例えば、プーリとＶベルト、又はスプロケットとチェーンを使用した駆動手段を使用することも可能である。この場合、例えば、成形型の周囲にプーリ又はスプロケットを取付けたり、また、成形型の端部に取付けたアタッチメントにプーリ又はスプロケットを取付けたりして、これに巻き付けたＶベルト又はチェーンを介して、モータにより成形型を回転させることも可能である。
そして、図２に示すように、成形型１４を、繊維シート１１の軸心から巻いた方向（ここでは左回り）と同じ方向に、例えば５００ｒｐｍ以上３６００ｒｐｍ以下（ここでは１０００ｒｐｍ）程度、好ましくは５００ｒｐｍ以上２０００ｒｐｍ以下、更に好ましくは５００ｒｐｍ以上１３００ｒｐｍ以下で回転させる。このように、成形型１４を繊維シート１１が広がる方向に回転することで、巻回された状態の繊維シート１１を、外側から開いて成形型１４の内周面１３に沿って密着させる。

次に、図３に示すように、成形型１４の回転を停止した後、成形型１４の一方側（ここでは右側）から、電磁波を成形型１４内に照射する導波管２５を装入し、他方側（ここでは左側）から、樹脂を成形型１４内に供給する注入管２６を装入する。
この電磁波としては、例えば、マイクロ波が好ましいが、他の電磁波である紫外線、又はその波長に近い可視光線を使用することも可能である。なお、その周波数は、例えば、２ＧＨｚ以上３ＧＨｚ以下程度（ここでは２．４５ＧＨｚ）である。
また、樹脂は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、又はエポキシ樹脂を使用でき、これに樹脂の流動性を良好にする流動助剤（例えば、スチレン）を添加したものを使用できる。なお、樹脂原料に、例えば、硬化剤又は硬化促進剤を任意に添加調合し、所定時間経過して硬化するＦＲＰ製品の成形に一般的に用いられているものを使用することもできる。この樹脂の粘度は、例えば、１００ｃＰ（センチポアズ）以上５００ｃＰ以下程度である。これにより、樹脂の流動性を良好な状態に維持し、成形型１４の内周面１３側へより均等に樹脂を分散できる。

図４（Ａ）、図５に示すように、導波管２５は、アルミニウム（アルミニウム合金でもよい）製のものであり、導波管２５の下側には長手方向に等間隔に多数の孔２７が形成され、電磁波発生装置２８で発生させた電磁波を、導波管２５から孔２７を介して成形型１４内に照射可能な構成となっている。なお、導波管２５の孔２７の間隔は、一つの孔２７から照射される電磁波の照射可能範囲に応じて設定する。
また、図３に示すように、注入管２６は、液状の樹脂が流れるため、耐食性を備えるステンレスで構成されており、その先端部に開口部２９が形成され、例えば圧縮空気を使用する注入ポンプ３０によって供給される樹脂を開口部２９を介して成形型１４内に注入可能な構成となっている。

導波管２５は、成形型１４の蓋１９に取付けられたシール機構３１を介して、成形型１４と軸心を合わせて配置することができる。また、注入管２６は、成形型１４の蓋１８に取付けられたシール機構３２を介して、成形型１４と軸心を合わせて配置することができる。このシール機構３１、３２は、それぞれシール材３３とベアリング３４とを備えており、成形型１４内を外気から遮断すると共に、成形型１４が導波管２５と注入管２６の軸心を中心として回転可能な構成としている。
また、導波管２５には真空ポンプ３５が接続されている。
この導波管２５と注入管２６は、細長くなるに伴って撓み易くなるため、導波管２５の先端部と注入管２６の先端部とを接続することが好ましい。ここで、導波管２５と注入管２６を成形型１４の両側からそれぞれ装入し、成形型１４内で接続する場合には、導波管２５と注入管２６に相互に嵌め込み可能な嵌合部を設ける。また、導波管２５と注入管２６を成形型１４の片側から装入する場合には、導波管２５と注入管２６を予め接合する。
これにより、接続（接合）された導波管２５と注入管２６が、成形型１４の両側に配置されたベアリング３４で支持されるため、導波管２５と注入管２６の撓みを抑制できる。このとき、導波管２５と注入管２６の外径を同一にすることが好ましい。

なお、図４（Ｂ）に示すように、導波管３６と注入管３７を一本の装入管３８内に配置して一体とし、この装入管３８を成形型と軸心を合わせて片側から、成形型内にシール機構を介して装入することもできる。この場合、導波管３６の下側が装入管３８に接触するため、電磁波を照射するための導波管３６の孔の位置と同じ位置に、装入管３８にも孔を設ける。
また、図４（Ｃ）に示すように、導波管３９の内部に注入管４０を軸心を合わせて配置し、二重構造となった装入管４１を、成形型と軸心を合わせて成形型内に装入することもできる。
ここで、装入管が細長くなるに伴って撓み易くなるため、装入管を装入する側の反対側から、装入管を支持する案内梁を、成形型と軸心を合わせて成形型内に装入することもできる。

このように、成形型１４内に導波管２５と注入管２６を装入した後、その位置調整を行う。
ここで、例えば、図５に示す状態になるように、電磁波発生装置２８を載置した台車４２を、成形型１４内へ導波管２５を装入する方向へ移動させ、一方、注入ポンプ３０を載置した台車４３を、成形型１４内から注入管２６を引き抜く方向へ移動させる。なお、各台車４２、４３は、同一レール（図示しない）上を走行するため、導波管２５と注入管２６の位置ずれを防止できる。
そして、真空ポンプ３５を作動させ、導波管２５を介して成形型１４内の空気を吸引して減圧状態（真空度が、例えば、１０^-3Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下程度）にする。なお、成形型１４内の真空度が目的値に達した後は、真空ポンプ３５を停止してもよいが、連続的に作動させることが好ましい。

このように、成形型１４内を減圧状態にした後、成形型１４内に注入管２６を装入する方向へ台車４３を移動させ、一方、成形型１４内から導波管２５を引き抜く方向へ台車４２を移動させる。そして、注入管２６の開口部２９を電磁波発生装置２８側（一方側）へ配置した後、成形型１４内への液状の樹脂の注入を開始する。このように、樹脂の注入を開始した後は、図３に示すように、注入管２６の開口部２９を注入ポンプ３０側（他方側）へ移動させながら、注入管２６の開口部２９を介して、成形型１４内へ樹脂を入れる。このとき、台車４２も台車４３と同様に注入ポンプ３０側へ移動させる。
この樹脂の注入量は、製造するＦＲＰ製円筒体１２の厚み及び長さに応じて決定され、例えば、成形型１４内の１／４以上３／４以下の範囲内の高さまで樹脂を注入する。このように、成形型１４を回転することなく樹脂を注入することで、樹脂の注入量を容易に確認できる。

このように、成形型１４内へ樹脂を注入した後は、モータ２４を作動させ成形型１４を数回回転させて、繊維シート１１全体に樹脂を含浸させる。そして、成形型１４を、例えば５００ｒｐｍ以上３６００ｒｐｍ以下（ここでは１０００ｒｐｍ）程度、好ましくは５００ｒｐｍ以上２０００ｒｐｍ以下、更に好ましくは５００ｒｐｍ以上１３００ｒｐｍ以下で回転させる。このように、成形型１４を高速回転することで、生じる遠心力により、成形型１４の内周面１３側に樹脂を、筒状部１５の半径方向及び長手方向に同一厚みになるように均等に分散させる。ここで、成形型１４を高速回転しながら真空ポンプ３５を作動させることで、成形型１４内に発生するガスの除去ができる。

更に、図５に示すように、成形型１４を回転させながら、導波管２５を介して成形型１４内に電磁波を照射することで、樹脂を内部から均一に加熱（例えば、５０℃以上１４０℃以下程度）して、従来よりも短時間に硬化させて成形することができる。ここで、成形型１４の回転方向は、前記したように、繊維シート１１が広がる方向（ここでは左回り、図２参照）である。ここで、電磁波を照射する前に予め真空ポンプ３５を作動させて、また電磁波を照射しながら真空ポンプ３５を作動させて、成型体１４内に発生したガスを除去することもできる。
なお、電磁波の照射の際には、台車４２を停止してもよいが、成形型１４の長手方向に繰り返し往復移動（例えば、隣り合う孔２７の間隔以下の範囲で移動）させ、成形型１４の長手方向に渡って電磁波をより均等に照射することも可能である。

樹脂が硬化した後は、電磁波の照射を停止し、成形型１４の回転を引き続き行って養生し、ＦＲＰ製円筒体１２を製造する。
養生が終了した後、成形型１４の回転を停止し、各台車４２、４３を移動させて成形型１４から導波管２５と注入管２６を引き抜く。そして、図６に示すように、成形型１４の両側に配置された蓋１８、１９を外して、成形型１４内のＦＲＰ製円筒体１２を、成形型１４の一方側に配置した油圧ジャッキ４４により押し出す。
なお、油圧ジャッキ４４を配置する側の蓋１９は、前記したように、筒状部１５内に嵌入してその内周面１３に接触する突起部２０を備えているため、筒状部１５から蓋１９を取外した際には、ＦＲＰ製円筒体１２の一方側の端面が筒状部１５の一方側端面よりも筒状部１５内へ引っ込んだ状態となっている。このため、油圧ジャッキ４４の押圧ヘッド４５を、筒状部１５内に容易に装入でき、筒状部１５内からのＦＲＰ製円筒体１２の取り出し作業が容易になる。

このようにして製造したＦＲＰ製円筒体１２は、ＦＲＰ製円筒体１２の厚み方向の構成が繊維シート１１と硬化した樹脂のみで構成される。
しかし、樹脂に、予め顔料、金属、金属酸化物、及びセラミックスのいずれか１又は２以上の固形物を混合した場合には、成形型１４の高速回転により発生する遠心力と、樹脂に混合した固形物の比重差により、図７に示すような厚み方向に構成が異なる繊維強化樹脂製円筒体（以下、ＦＲＰ製円筒体ともいう）４６を容易に製造できる。ここで、ＦＲＰ製円筒体４６の最も外側には、固形物を含有した耐候層が形成され、この耐候層の内側に長繊維の繊維シート（クロス）による強化層が形成され、更に、強化層の内側からＦＲＰ製円筒体４６の内側表面へかけて短繊維の繊維シート（マット）による耐食層が形成されている。
なお、固形物として顔料（例えば、無機顔料又は有機顔料）を使用することで、製造するＦＲＰ製円筒体のデザイン性を向上でき、金属を使用することで強度を向上でき、金属酸化物（例えば、ＴｉＯ₂ ）を使用することで例えば光触媒機能を付与でき、セラミックスを使用することで耐食性及び強度を向上できる。
以上のことから、従来よりも緻密で高品質な製品を、経済的により短時間で生産性よく製造できる。

以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、減圧状態で成形型を高速回転させ、この成形型内の樹脂にマイクロ波を照射して加熱硬化させた場合について説明したが、場合によって常圧状態で成形型を高速回転させることもでき、樹脂にマイクロ波を照射することなく硬化剤の作用により硬化させることも、また成形型を高速回転させて成形型内の樹脂にマイクロ波を照射して加熱硬化させることも可能である。
更に、前記実施の形態においては、巻回された状態の強化用繊維シートを成形型内に装入する場合について説明したが、強化用繊維シートを、予め製品形状に応じた大きさに成形し、筒状の編状物に形成した後、成形型内に装入することも可能である。

本発明の一実施の形態に係る繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内への強化用繊維シートの装入状況を示す説明図である。 同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内での強化用繊維シートの配置状況を示す説明図である。 同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内への熱硬化性樹脂の注入状況を示す説明図である。 （Ａ）は同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法に使用する導波管の断面図、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ変形例に係る導波管及び注入管の断面図である。 同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法における成形型内への電磁波の照射状況を示す説明図である。 同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法により製造した繊維強化樹脂製円筒体の成形型内からの取出し状況を示す説明図である。 同繊維強化樹脂製円筒体の製造方法により製造される繊維強化樹脂製円筒体の部分断面図である。

符号の説明

１０：熱硬化性樹脂、１１：強化用繊維シート、１２：繊維強化樹脂製円筒体、１３：内周面、１４：成形型、１５：筒状部、１６、１７：Ｏリング、１８、１９：蓋、２０：突起部、２１：外周面、２２：駆動ローラ、２３：駆動手段、２４：モータ、２５：導波管、２６：注入管、２７：孔、２８：電磁波発生装置、２９：開口部、３０：注入ポンプ、３１、３２：シール機構、３３：シール材、３４：ベアリング、３５：真空ポンプ、３６：導波管、３７：注入管、３８：装入管、３９：導波管、４０：注入管、４１：装入管、４２、４３：台車、４４：油圧ジャッキ、４５：押圧ヘッド、４６：繊維強化樹脂製円筒体

Claims (10)

1. 内周面に沿って強化用繊維シートを配置し、水平配置された減圧状態の円筒状の成形型内に、液状の熱硬化性樹脂を入れて該成形型を回転し、遠心力によって該成形型の内周面側へ前記熱硬化性樹脂を均等分散させ、前記熱硬化性樹脂を硬化させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
2. 請求項１記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂の硬化は、前記成形型内に電磁波を照射して行うことを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
3. 内周面に沿って強化用繊維シートを配置し、水平配置された円筒状の成形型内に、液状の熱硬化性樹脂を入れて該成形型を回転し、遠心力によって該成形型の内周面側へ前記熱硬化性樹脂を均等分散させて、前記成形型内に電磁波を照射し前記熱硬化性樹脂を加熱硬化させて成形することを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
4. 請求項２及び３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂を前記成形型内に供給する注入管と、前記電磁波を前記成形型内に照射する導波管を、前記成形型とそれぞれ軸心を合わせ、該成形型内にシール機構を介して装入することを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
5. 請求項４記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記注入管の先端部と前記導波管の先端部とは接続され、該注入管と該導波管の撓みを抑制することを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
6. 請求項２及び３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂を前記成形型内に供給する注入管と、前記電磁波を前記成形型内に照射する導波管とを一体として、該成形型の片側から該成形型内にシール機構を介して装入することを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記注入管を前記成形型の一方側から他方側へかけて移動させながら、前記注入管から前記成形型内へ前記熱硬化性樹脂を入れることを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
8. 請求項４〜７のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記導波管には真空ポンプが接続され、該導波管を介して前記成形型内の空気を吸引し減圧状態にすることを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記強化用繊維シートは巻回された状態で前記成形型内に装入され、該成形型を前記強化用繊維シートが広がる方向に回転して、該強化用繊維シートを前記成形型の内周面に密着させることを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製円筒体の製造方法において、前記熱硬化性樹脂には、顔料、金属、金属酸化物、及びセラミックスのいずれか１又は２以上が混合されていることを特徴とする繊維強化樹脂製円筒体の製造方法。

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