JPH03251435A - Frp製パイプとその製造方法 - Google Patents
Frp製パイプとその製造方法Info
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- JPH03251435A JPH03251435A JP2095579A JP9557990A JPH03251435A JP H03251435 A JPH03251435 A JP H03251435A JP 2095579 A JP2095579 A JP 2095579A JP 9557990 A JP9557990 A JP 9557990A JP H03251435 A JPH03251435 A JP H03251435A
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Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
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、FRP製パイプ及びその製造方法に関するも
のである。
のである。
[従来技術]
本来FRPパイプは、素材であるFRP自身のヤング率
が鋼に比べ約1/10と低いため、同寸法の鋼製パイプ
に比して変形し易く外圧を受ける用途、例えば埋設管等
には適しない。この対策としてフィラメントワインディ
ング(以下FWという)層の厚みを増すことが考えられ
るが、これは高価なものになるため、実際的でない。そ
こで第4図に示す様なサンドイッチ構造をもつFRPモ
ルタル(FRPM)管が用いられている。
が鋼に比べ約1/10と低いため、同寸法の鋼製パイプ
に比して変形し易く外圧を受ける用途、例えば埋設管等
には適しない。この対策としてフィラメントワインディ
ング(以下FWという)層の厚みを増すことが考えられ
るが、これは高価なものになるため、実際的でない。そ
こで第4図に示す様なサンドイッチ構造をもつFRPモ
ルタル(FRPM)管が用いられている。
第4図は、従来技術の説明図である。第4図(a)は管
軸方向の断面図、第4図(b)は第4図(a、 )の断
面における層構成図である。第4図(a)において、内
層部9及び外層部9はFR,P製パイプのフィラメント
部てありFW法て成形される。中層部10はモルタルを
樹脂て固めたものである。第4図(b)において、最外
層部11は保護層でその内側に円周方向或いは管軸方向
に、フィラメントとしてガラス繊維の束く以下ロービン
グという)を配向したFRP層部12.13が必要に応
じ任意の層数付積層され、内層部或いは外層部]4を形
成する。この内層部、外層部14の間にモルタル層部1
5か形成され、サンドイッチ構造をとる。
軸方向の断面図、第4図(b)は第4図(a、 )の断
面における層構成図である。第4図(a)において、内
層部9及び外層部9はFR,P製パイプのフィラメント
部てありFW法て成形される。中層部10はモルタルを
樹脂て固めたものである。第4図(b)において、最外
層部11は保護層でその内側に円周方向或いは管軸方向
に、フィラメントとしてガラス繊維の束く以下ロービン
グという)を配向したFRP層部12.13が必要に応
じ任意の層数付積層され、内層部或いは外層部]4を形
成する。この内層部、外層部14の間にモルタル層部1
5か形成され、サンドイッチ構造をとる。
第5図は従来方法によりFRP製パイプを製造するため
の説明図である。先ずガラスロービングを必要に応して
配向さぜながら芯金型(以下マンドレルという)に巻き
付は内層部を成形する。次にマンドレルに型枠を取り付
け、内層部と型枠の間に樹脂と珪砂とからなるモルタル
を注入し、硬化させた後型枠を取り外し、内層部を成形
したのと同し方法て外層部を成形する。これを加熱硬化
炉或いは常温て硬化した後マンドレルを引き抜く。最後
に仕上げ加工を施す。この製造工程によればモルタル層
部成形時と最終成形終了後の二度にわたり、硬化作業を
する必要がありハツチ方式の生産にならざるを得ない。
の説明図である。先ずガラスロービングを必要に応して
配向さぜながら芯金型(以下マンドレルという)に巻き
付は内層部を成形する。次にマンドレルに型枠を取り付
け、内層部と型枠の間に樹脂と珪砂とからなるモルタル
を注入し、硬化させた後型枠を取り外し、内層部を成形
したのと同し方法て外層部を成形する。これを加熱硬化
炉或いは常温て硬化した後マンドレルを引き抜く。最後
に仕上げ加工を施す。この製造工程によればモルタル層
部成形時と最終成形終了後の二度にわたり、硬化作業を
する必要がありハツチ方式の生産にならざるを得ない。
[発明が解決しようとする課題]
従来のFRPM管は製造工程が複雑で、バッチ方式で製
造されるため製造コス■・が高い。またモルタルに珪砂
を使うなめ重量が大きくなり取り扱いが不便になる。
造されるため製造コス■・が高い。またモルタルに珪砂
を使うなめ重量が大きくなり取り扱いが不便になる。
本発明は上記の問題点を解決し製造が容易で軽量かつ高
強度のFRP製パイプを提供することを目的とするもの
である。
強度のFRP製パイプを提供することを目的とするもの
である。
[課題を解決するための手段]
本発明に係るFRP製パイプは内層部と外層部間にある
中層部がフィラメント部と軽量材部とで構成することに
より上記問題点を解決するものである。
中層部がフィラメント部と軽量材部とで構成することに
より上記問題点を解決するものである。
さらに具体的に第1図を用いて説明する。第1図(a)
は管軸方向の断面図、第1図(b)は第1図(a)のA
−A方向の断面図、第1図(C)は第1図(a)のl3
−B方向の断面図をしめす。
は管軸方向の断面図、第1図(b)は第1図(a)のA
−A方向の断面図、第1図(C)は第1図(a)のl3
−B方向の断面図をしめす。
FW部1は第1図に示した様に、内層部、外層部間の中
層部に内層部、外層部と連続的に結ぶ円環状フィラメン
ト部と中層残部2の軽量でかつ柔らかいプラスチック発
泡体とて構成する。ただし、この残部部分は係る発明の
構造特性上、空隙であっても良いが、このままでは外層
部の成形かできないため、FW法で外層部を成形する際
に外層部形状を保持するに足る強度をもつ材料であれは
良い。したがってこの中層残部に使用できる材料として
は、プラスチック発泡体に限定されるものでなく、発泡
シラス、中空ガラスビーズ等を樹脂で固めたものでも良
く、また中空プラスチック成形体、ゴム、段ポール状の
紙、厚紙等を使用してもよい。さらにこれら中層残部に
使われる材料は軽量物であればある程、減量効果が大き
い。
層部に内層部、外層部と連続的に結ぶ円環状フィラメン
ト部と中層残部2の軽量でかつ柔らかいプラスチック発
泡体とて構成する。ただし、この残部部分は係る発明の
構造特性上、空隙であっても良いが、このままでは外層
部の成形かできないため、FW法で外層部を成形する際
に外層部形状を保持するに足る強度をもつ材料であれは
良い。したがってこの中層残部に使用できる材料として
は、プラスチック発泡体に限定されるものでなく、発泡
シラス、中空ガラスビーズ等を樹脂で固めたものでも良
く、また中空プラスチック成形体、ゴム、段ポール状の
紙、厚紙等を使用してもよい。さらにこれら中層残部に
使われる材料は軽量物であればある程、減量効果が大き
い。
また円環状フィラメント部2の断面形状は第1図(a>
の長方形に限定されるものでなく、三角形、台形等であ
っても良い。
の長方形に限定されるものでなく、三角形、台形等であ
っても良い。
さらに、第3図に示すように中層部のフィラメント部と
軽量材部の構成は円環状のものに限定されず、スパイラ
ル状に配置してもよい。第3図(a)はスパイラル状に
配置した場合の管軸方向の断面図、第3図(b)は第3
図(a)のA−A方向の断面図を示す。またこの構成に
すると、円環状の時の製法がそのまま適用でき、さらに
はフィラメント部と軽量材部との成形を同時にすること
もできる。
軽量材部の構成は円環状のものに限定されず、スパイラ
ル状に配置してもよい。第3図(a)はスパイラル状に
配置した場合の管軸方向の断面図、第3図(b)は第3
図(a)のA−A方向の断面図を示す。またこの構成に
すると、円環状の時の製法がそのまま適用でき、さらに
はフィラメント部と軽量材部との成形を同時にすること
もできる。
このように管肉部にフィラメントによるI型構造を多数
導入するため、同量の材料で作った通常の単層パイプに
比べて内、外圧強度、剛性を格段に向上させることがで
きる。
導入するため、同量の材料で作った通常の単層パイプに
比べて内、外圧強度、剛性を格段に向上させることがで
きる。
[作用]
本発明におけるFRP製パイプは、内層部、外層部を結
ぶフィラメント部を設けであるので、単層FRPパイプ
に比べ、単位容積当りの内、外圧強度が大きい。また中
層残部が軽量材料で構成されるので、総合重量はFRP
M管より軽量であり、かつ連続的な製造が可能となるた
め製造工程か簡素化てき、製造コストを低くすることか
できる。さらに、製造工程か簡単であるので、例えは直
径3mの発電用埋設取水管等の大径FRP製パイプの製
造を施工現場て行なうことも可能である。
ぶフィラメント部を設けであるので、単層FRPパイプ
に比べ、単位容積当りの内、外圧強度が大きい。また中
層残部が軽量材料で構成されるので、総合重量はFRP
M管より軽量であり、かつ連続的な製造が可能となるた
め製造工程か簡素化てき、製造コストを低くすることか
できる。さらに、製造工程か簡単であるので、例えは直
径3mの発電用埋設取水管等の大径FRP製パイプの製
造を施工現場て行なうことも可能である。
[実施例]
第1図は、本発明の一実施例を示す説明図である。
第2図は本発明の製造工程を示す説明図である。第2図
(a)は内層部製造、第2図(b)は発泡体装着、第2
図(c)は円環状フィラメント部の製造、第2図(d)
は外層部製造、第2図(e)は最終的な硬化の様子であ
る。
(a)は内層部製造、第2図(b)は発泡体装着、第2
図(c)は円環状フィラメント部の製造、第2図(d)
は外層部製造、第2図(e)は最終的な硬化の様子であ
る。
第2図(a)において、ガラスロービング4は樹脂含浸
後フィー1〜アイ(ガラスロービングのカイトロール)
3を出て、必要に応し配向しながらマンドレル5に巻き
取られ、内層部6を形成する。第2図(b)において、
プラスチック発泡体2を内層部6の」−に適当なピッチ
て装着する。
後フィー1〜アイ(ガラスロービングのカイトロール)
3を出て、必要に応し配向しながらマンドレル5に巻き
取られ、内層部6を形成する。第2図(b)において、
プラスチック発泡体2を内層部6の」−に適当なピッチ
て装着する。
第2図(C)においてガラスロービング4は、フィート
アイ3を出て発泡体2の間を埋める様にFWされ、円環
状フィラメント部7を成形する。
アイ3を出て発泡体2の間を埋める様にFWされ、円環
状フィラメント部7を成形する。
第2図(d)において、ガラスロービング4はフィート
アイ3を出て、必要に応して配向しながらマンドレル5
に巻き取られ外層部8を形成する。第2図(e)におい
て、加熱硬化ないしは常温硬化により、成形体を一体化
する。その後マンドレル等の成形治具を取り外して完成
する。
アイ3を出て、必要に応して配向しながらマンドレル5
に巻き取られ外層部8を形成する。第2図(e)におい
て、加熱硬化ないしは常温硬化により、成形体を一体化
する。その後マンドレル等の成形治具を取り外して完成
する。
また、第3図のように中層部であるフィラメント部と軽
量材部をスパイラル状に配置することもできる。中層部
の成形においては、フィラメント部と軽量材部を同時に
成形しても良いし、フィラメント部又は軽量材部のどち
らかを先に成形し、その後、残りの方を成形すれはよい
。この場合、連続したプラスチックの中空成形体を使え
ばフィラメントワインティング法で連続成形ができる。
量材部をスパイラル状に配置することもできる。中層部
の成形においては、フィラメント部と軽量材部を同時に
成形しても良いし、フィラメント部又は軽量材部のどち
らかを先に成形し、その後、残りの方を成形すれはよい
。この場合、連続したプラスチックの中空成形体を使え
ばフィラメントワインティング法で連続成形ができる。
〈実施例1〉
下記に示した条件により本発明に基づ<FRP製パイプ
を作製し、JISA5350「強化プラスチック複合管
」に示す試験方法で外圧強度を測定しな。
を作製し、JISA5350「強化プラスチック複合管
」に示す試験方法で外圧強度を測定しな。
管径サイス・・・
内径1500 mm、内層部属8.7 mm、円環状フ
ィラメント部属30mm、円環状フィラメント部幅40
mm、円環状フィラメント部間の間隔160鮒、外層部
属8.7mm 管構成材料・・ 樹脂;常温硬化型速乾性ビニルエステル(日本ユピカ■
社製>100phr 硬化剤、有機過酸化物(パーメックN9日本油脂■社製
)lphr 硬化触媒;ナフテン酸コバルト 0.1phrガラスロ
ービング、E−カラスロービング中層残部部材;発泡ウ
レタン(20倍発発泡)外圧強度(単位長さ当りの偏平
圧縮強度)= 28500kg/m 重量(単位長さ当たりの重さ)−28kg/m(実施例
2) 上記実施例1において、中層残部部材である発泡ウレタ
ンを発泡モルタルにしな。
ィラメント部属30mm、円環状フィラメント部幅40
mm、円環状フィラメント部間の間隔160鮒、外層部
属8.7mm 管構成材料・・ 樹脂;常温硬化型速乾性ビニルエステル(日本ユピカ■
社製>100phr 硬化剤、有機過酸化物(パーメックN9日本油脂■社製
)lphr 硬化触媒;ナフテン酸コバルト 0.1phrガラスロ
ービング、E−カラスロービング中層残部部材;発泡ウ
レタン(20倍発発泡)外圧強度(単位長さ当りの偏平
圧縮強度)= 28500kg/m 重量(単位長さ当たりの重さ)−28kg/m(実施例
2) 上記実施例1において、中層残部部材である発泡ウレタ
ンを発泡モルタルにしな。
中層残部部材:エアーモルタル(麻生フオームクリート
株社製〉 外圧強度−31500kg/m (実施例3) 上記実施例1において、中層残部部材である発泡ウレタ
ンを厚紙にした。
株社製〉 外圧強度−31500kg/m (実施例3) 上記実施例1において、中層残部部材である発泡ウレタ
ンを厚紙にした。
外圧強度−27800kg/m
(実施例4)
上記実施例3において、管径サイズのうち円環状クイラ
フ21〜部のザイスを変更した。
フ21〜部のザイスを変更した。
管径サイズ・・・
円環状フィラメント部属30關、円環状フィラメント部
幅150Il1m、円環状フィラメント部間の間隔30
mm 外圧強度−18200kg/m (実施例5) 上記実施例1において、中層部である円環状フィラメン
ト部と軽量材部の構成をフィラメント部と軽量材部のス
パイラル方式にした。
幅150Il1m、円環状フィラメント部間の間隔30
mm 外圧強度−18200kg/m (実施例5) 上記実施例1において、中層部である円環状フィラメン
ト部と軽量材部の構成をフィラメント部と軽量材部のス
パイラル方式にした。
管径サイズ・
スパイラル状フィラメント部属30IllII+、スパ
イラル状フィラメント部幅40mm、スパイラル状フィ
ラメント部間の間隔160關 外圧強度−26400kg/m (比較例1) 従来型であるFRPM管を購入し、外圧強度、重量を測
定した。
イラル状フィラメント部幅40mm、スパイラル状フィ
ラメント部間の間隔160關 外圧強度−26400kg/m (比較例1) 従来型であるFRPM管を購入し、外圧強度、重量を測
定した。
管径サイズ・・
呼び径1500mm、内層部属7 mm、中層部属15
WIIll、外層部属7 mm内、外保護層部属0.5
mm管構成材料・・ 樹脂;ビニルエステル、ロービング;E−ガラスロービ
ング 中層部構成材料;珪砂を樹脂で硬めなもの外圧強度−1
7900kg/m 重量 −36kg / m (比較例2) 単層FRPパイプを下記条件により作製し、外圧強度を
測定した。
WIIll、外層部属7 mm内、外保護層部属0.5
mm管構成材料・・ 樹脂;ビニルエステル、ロービング;E−ガラスロービ
ング 中層部構成材料;珪砂を樹脂で硬めなもの外圧強度−1
7900kg/m 重量 −36kg / m (比較例2) 単層FRPパイプを下記条件により作製し、外圧強度を
測定した。
管径サイズ・・・
内径1500mm、管厚24..9mm管構成材料・・
・ 樹脂、硬化剤、硬化触媒、ガラスロ 実施例1と同じ物を使用。
・ 樹脂、硬化剤、硬化触媒、ガラスロ 実施例1と同じ物を使用。
外圧強度−9500kg / m
以上の結果をまとめて表1に示す。
ピングは
(注1)比較例1の強度を100とした時の各実施例、
比較例の相対強度 1 [発明の効果] 以上の様に、本発明によれば単層F RP製パイプ、F
RPM管に比べ単位容積当りの強度を大きくすることが
でき、まなこの強度は軽量材部部材を適当に選択するこ
とにより、自由に設計することができる。さらに中層残
部が発泡体等の軽量材料で構成されるので、外圧強度を
大きくしながらも、従来のFRPM管に比べ、実施例1
では約25%もの軽量化が達成できた。さらに、あらか
じめ中層残部部材を成形された内層面に取り付けるだけ
で、あるいはロービングと軽量材として連続プラスチッ
ク成形体を用いれば、連続してFW成形ができるため、
途中硬化作業等をしなくて済み、製造方法の簡素化を図
ることができ、製造コストを低くすることができる。
比較例の相対強度 1 [発明の効果] 以上の様に、本発明によれば単層F RP製パイプ、F
RPM管に比べ単位容積当りの強度を大きくすることが
でき、まなこの強度は軽量材部部材を適当に選択するこ
とにより、自由に設計することができる。さらに中層残
部が発泡体等の軽量材料で構成されるので、外圧強度を
大きくしながらも、従来のFRPM管に比べ、実施例1
では約25%もの軽量化が達成できた。さらに、あらか
じめ中層残部部材を成形された内層面に取り付けるだけ
で、あるいはロービングと軽量材として連続プラスチッ
ク成形体を用いれば、連続してFW成形ができるため、
途中硬化作業等をしなくて済み、製造方法の簡素化を図
ることができ、製造コストを低くすることができる。
2
ラル状に配置した場合の一実施例、第4図は従来技術の
説明図、第5図は従来のFRP製パイプの製造方法の説
明図である。
説明図、第5図は従来のFRP製パイプの製造方法の説
明図である。
1・・FW部、2・・軽量体、3・・フィードアイ、4
・・・ガラスロービング、5・・マンドレル、6・・内
層部、7 フィラメント部、8・・外層部。
・・・ガラスロービング、5・・マンドレル、6・・内
層部、7 フィラメント部、8・・外層部。
Claims (4)
- (1)FRP製パイプにおいて、内層部と外層部間にあ
る中層部がフィラメント部と軽量材部とで構成すること
を特徴とするFRP製パイプ。 - (2)FRP製パイプにおいて、中層部に内層部と外層
部とに連結するフィラメント部を一部配し、中層残部が
軽量モルタル、発泡モルタル、中空ガラスビーズ、プラ
スチック発泡体、中空プラスチック成形体、紙のうち1
種以上を用いて構成することを特徴とするFRP製パイ
プ。 - (3)内層部を成形し、中層部のフィラメント部を成形
した後、中層残部に軽量材を挿入し、然る後に、外層部
を成形する事を特徴とする請求項(1)に記載のFRP
製パイプの製造方法。 - (4)内層部を成形し、中層部の軽量材部を成形した後
、中層部のフィラメント部を成形し、然る後、外層部を
成形することを特徴とする請求項(1)に記載のFRP
製パイプの製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-106981 | 1989-04-26 | ||
JP10698189 | 1989-04-26 | ||
JP2122290 | 1990-01-31 | ||
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