JPH0655455B2 - Ceramic coating FRP pipe manufacturing method - Google Patents
Ceramic coating FRP pipe manufacturing methodInfo
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- JPH0655455B2 JPH0655455B2 JP61309373A JP30937386A JPH0655455B2 JP H0655455 B2 JPH0655455 B2 JP H0655455B2 JP 61309373 A JP61309373 A JP 61309373A JP 30937386 A JP30937386 A JP 30937386A JP H0655455 B2 JPH0655455 B2 JP H0655455B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は耐磨耗性にすぐれるＦＲＰ製パイプの製造法に
関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing an FRP pipe having excellent wear resistance.
（従来の技術） ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）は軽量、高強度、高耐
食性などのすぐれた特長をもつことから、種々の分野で
広く利用されている。それらの用途の中にＦＲＰの特長
を生かしたものとしてＦＲＰ製パイプがある。これはＦ
ＲＰの軽量で高強度、高剛性である点、耐食性にすぐれ
る点を利用したものであり、各種配管に用いられてい
る。その製造法は、金属製の芯材、いわゆるマンドレル
に、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維などのロービ
ングにエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させながら巻き
つけ、その後加熱加圧して樹脂を硬化させ、完全に硬化
した後、マンドレルを成形体から引き抜いて除去する方
法が一般的である。(Prior Art) FRP (fiber reinforced plastic) is widely used in various fields because it has excellent features such as light weight, high strength, and high corrosion resistance. Among these applications, FRP pipes make the most of the features of FRP. This is F
It is used for various pipes because it uses the light weight, high strength, high rigidity, and excellent corrosion resistance of RP. The manufacturing method is to wind around a metal core material, so-called mandrel, while impregnating roving of glass fiber, carbon fiber, Kevlar fiber, etc. with thermosetting resin such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin. A general method is to heat and pressurize the resin to cure the resin, and after the resin is completely cured, pull out the mandrel from the molded body and remove it.
パイプの使用目的に応じて肉厚、径、長さはもちろんの
こと、樹脂、繊維の種類、繊維の配向すなわちロービン
グの巻き角度が様々に変えることができる。Depending on the purpose of use of the pipe, not only the wall thickness, diameter and length, but also the resin, the type of fiber, the orientation of the fiber, that is, the winding angle of the roving can be variously changed.
（考案が解決しようとする問題点） ところが、ＦＲＰ製パイプの欠点の一つに耐磨耗性が低
いという点がある。これはＦＲＰの表面は樹脂層である
ためで、金属製のパイプに比べるとどうしても耐磨耗性
が低いのである。そのために、パイプ内を流れる流体が
粉体を含むものである等、パイプ内壁に対して磨耗力を
もつ場合は除去にＦＲＰ製パイプ内壁の樹脂が磨耗し、
内部の繊維が露出してしまう。これが内部を流れる流体
に汚れとなってあらわれ、さらにはパイプ自体が破壊に
至る恐れもある。このようなことからＦＲＰ製パイプは
その用途を制限されてしまっている。(Problems to be solved by the invention) However, one of the drawbacks of FRP pipes is that they have low wear resistance. This is because the surface of the FRP is a resin layer, and therefore the abrasion resistance is inevitably lower than that of a metal pipe. Therefore, when the fluid flowing in the pipe contains powder, etc., and has abrasion force to the inner wall of the pipe, the resin on the inner wall of the FRP pipe is worn for removal,
The fibers inside are exposed. This may appear as a stain on the fluid flowing inside, and further, the pipe itself may be destroyed. For this reason, the use of FRP pipes is limited.
この欠点を改良する方法としては耐磨耗性にすぐれたセ
ラミックをＦＲＰ製パイプにコーティングする方法が考
えられる。材料の耐磨耗性を改善するセラミックコーテ
ィング法として最も一般的なのは、その量産性、形状の
自由度から溶射法が挙げられる。しかし、溶射法をＦＲ
Ｐ製パイプへのセラミックコーティングにそのまま適用
するには問題点がある。As a method for improving this drawback, a method of coating a FRP pipe with ceramic having excellent wear resistance can be considered. The most common ceramic coating method for improving the wear resistance of a material is a thermal spraying method because of its mass productivity and flexibility in shape. However, FR spraying method
There is a problem in applying it directly to the ceramic coating on the P pipe.
第１はＦＲＰ等のプラスチック材料へのセラミック溶射
は密着性が十分でない点である。したがってＦＲＰ製パ
イプにセラミック溶射によりセラミック層を形成して
も、使用時に密着性が不十分であるために簡単にセラミ
ック層が剥離してしまう。第２は溶射法では溶射ガンが
入らないような小径のパイプ内面への溶射は行えない点
である。したがって小径のＦＲＰ製パイプへのセラミッ
ク溶射を行えず形状的な制約が大となる。First, ceramic spraying on plastic materials such as FRP does not have sufficient adhesion. Therefore, even if the ceramic layer is formed on the FRP pipe by ceramic spraying, the ceramic layer is easily peeled off because the adhesion is insufficient during use. Second, the thermal spraying method cannot perform thermal spraying on the inner surface of a pipe having a small diameter so that the thermal spray gun does not enter. Therefore, ceramic spraying cannot be performed on a small-diameter FRP pipe, and the geometrical restrictions become large.
本発明はこれらの欠点を改良し、セラミック溶射法を用
いて耐磨耗性にすぐれたセラミックコーティングＦＲＰ
製パイプを容易に得る方法を提供するものである。The present invention overcomes these drawbacks and uses a ceramic spraying method to provide a ceramic coating FRP with excellent wear resistance.
It is intended to provide a method for easily obtaining a manufactured pipe.
（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は有機質フィルムにセラミックを溶射し
てセラミック層を形成し、そのセラミック溶射フィルム
をセラミック層が外面になるようにマンドレルに巻回し
た後、その表面にフィラメントワインディング法により
ＦＲＰを形成して、セラミック溶射層とＦＲＰを一体化
することを特徴とするものである。(Means for Solving Problems) That is, according to the present invention, a ceramic layer is formed by spraying a ceramic on an organic film, and the ceramic sprayed film is wound on a mandrel so that the ceramic layer is an outer surface, and then the surface thereof is formed. The FRP is formed by the filament winding method, and the ceramic sprayed layer and the FRP are integrated.
セラミックを溶射する有機質フィルムはセラミック溶射
時の熱の影響、耐食性等からポリエステルフィルムが好
適であるが、その他にポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ弗化ビニ
ル、ポリテトラ弗化ビニルなどを用いることができる。Polyester film is suitable as the organic film for spraying ceramics because of the influence of heat during ceramic spraying and corrosion resistance, but polyethylene, polypropylene,
Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl fluoride, polytetravinyl fluoride and the like can be used.
溶射法はガス溶射法、アーク溶射法、プラズマ溶射法、
水プラズマ溶射法、減圧プラズマ溶射法などが適用で
き、溶射するセラミックは、アルミナ、チタニア、ジル
コニア、スピネル、ムライト、タングステンカーバイ
ド、窒化ホウ素などの単体あるいはこれらの混合物が用
いられる。The thermal spraying method is gas spraying method, arc spraying method, plasma spraying method,
A water plasma spraying method, a low pressure plasma spraying method or the like can be applied, and as the ceramics to be sprayed, alumina, titania, zirconia, spinel, mullite, tungsten carbide, boron nitride, etc., or a mixture thereof is used.
マンドレルへのセラミック溶射フィルムの巻きつけは、
セラミック層が外面になるようにする。これはセラミッ
ク層とＦＲＰの密着性を確保するためである。セラミッ
ク溶射層は焼結体とは異なり気孔率１〜１５vol％のポ
ーラス体である。したがってセラミック溶射層の上にフ
ィラメントワインディング法によりＦＲＰ層を形成する
際、未硬化の樹脂はセラミック溶射層に容易に含浸す
る。それによってセラミック層とＦＲＰの樹脂が複雑に
からみ合い、大きな密着性が得られるのである。Winding the ceramic sprayed film on the mandrel
Make the ceramic layer the outer surface. This is to ensure the adhesion between the ceramic layer and the FRP. Unlike the sintered body, the ceramic sprayed layer is a porous body having a porosity of 1 to 15 vol%. Therefore, when the FRP layer is formed on the ceramic sprayed layer by the filament winding method, the uncured resin easily impregnates the ceramic sprayed layer. As a result, the ceramic layer and the resin of the FRP are intricately entangled with each other, and a large adhesion is obtained.
マンドレルへのセラミック溶射フィルムの巻きつけ方法
はマンドレルに一回転セラミック溶射フィルムを巻き、
端部を重ね合わせて、重ね合わせ部分を接着剤、両面粘
着テープ等で貼り合わせて固定する方法、あるいはマン
ドレルの径が小さい、長さが長いなどの場合は、テープ
状にしたセラミック溶射フィルムを一定の巻き角度で端
部を少し重ね合わせながら、連続で巻きつけていく方法
などによることができる。The method of wrapping the ceramic sprayed film around the mandrel is to wind the one-turn ceramic sprayed film around the mandrel,
When the ends are overlapped and the overlapped parts are fixed by adhering the overlapped parts with an adhesive, double-sided adhesive tape, etc., or when the mandrel diameter is small or long, use a tape-shaped ceramic sprayed film. This can be done by a method in which the ends are slightly overlapped at a fixed winding angle and continuously wound.
このようにしてセラミック溶射フィルムを表面に巻きつ
けたマンドレルへのフィラメントワインディング法によ
るＦＲＰ層の形成は通常のフィラメントワインディング
法と全く同じ方法で行うことができ、樹脂は不飽和ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂な
ど、繊維はガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維などが
適用できる。Thus, the formation of the FRP layer by the filament winding method on the mandrel wound with the ceramic sprayed film on the surface can be performed by the same method as the ordinary filament winding method, and the resin is unsaturated polyester resin, epoxy resin, As the fibers such as vinyl ester resin, glass fibers, carbon fibers, Kevlar fibers and the like can be applied.
以上の方法により得られたセラミックコーティングＦＲ
Ｐ製パイプの最内層面に当たる有機質フィルムはそのま
まの状態で使用しても良いが、有機質フィルムとセラミ
ック溶射層の密着性はセラミック溶射層とＦＲＰ層の密
着性に比べると極めて小さいため、容易にセラミック溶
射層から引きはがすことができる。Ceramic coating FR obtained by the above method
The organic film, which is the innermost layer of the P pipe, may be used as it is, but the adhesiveness between the organic film and the ceramic sprayed layer is extremely small compared to the adhesiveness between the ceramic sprayed layer and the FRP layer. It can be peeled off from the ceramic sprayed layer.
（作用） 本発明の方法のようにセラミックを溶射したフィルムを
マンドレルに巻き、その上にフィラメントワインディン
グ法でＦＲＰ層を形成すれば、セラミック溶射層の気孔
に樹脂が含浸するために、ＦＲＰに直接セラミックを溶
射した場合に比べて大きな密着性が得られる。また、こ
の方法によれば溶射ガンが入らないために溶射が不可能
である小径パイプの内面へのセラミック溶射層の形成も
可能であり、また、パイプの長さの制約もなくなる。(Function) As in the method of the present invention, a ceramic sprayed film is wound on a mandrel, and an FRP layer is formed on the mandrel by a filament winding method. Greater adhesion can be obtained than when ceramics are sprayed. Further, according to this method, it is possible to form a ceramic sprayed layer on the inner surface of a small diameter pipe where spraying is not possible because the spray gun does not enter, and there is no restriction on the length of the pipe.
さらにＦＲＰ形成後にマンドレルを引き抜いて除去し、
パイプ内面の有機質フィルムをはがすのも、有機質フィ
ルムとセラミック溶射層との密着性は小さいので容易で
ある。また、このようにして得たセラミック溶射層の表
面は有機質フィルムの表面を転写するので、表面平滑性
にすぐれ、従来の直接セラミック溶射では得られない表
面を得ることができる。After forming the FRP, pull out the mandrel and remove it.
Peeling off the organic film on the inner surface of the pipe is also easy because the adhesion between the organic film and the ceramic sprayed layer is small. Further, since the surface of the ceramic sprayed layer thus obtained transfers the surface of the organic film, it has excellent surface smoothness, and a surface which cannot be obtained by the conventional direct ceramic spraying can be obtained.
（実施例） 厚さ５０μｍのポリエステルフィルムの片面にプラズマ
溶射法によってアルミナを溶射し、厚さ約１００μの溶
射層をもつポリエステルフィルムを得た。(Example) Alumina was sprayed on one surface of a polyester film having a thickness of 50 μm by a plasma spraying method to obtain a polyester film having a sprayed layer having a thickness of about 100 μm.
このアルミナ溶射ポリエステルフィルムを直径１００m
m、長さ1.5ｍのマンドレルにアルミナ層が外面になるよ
うに巻きつけた。巻きつけ方法はアルミナ溶射ポリエス
テルフィルムを幅２００mmとして巻き角度４５°、重ね
合わせ幅５mmでマンドレルを回転させながら行い、端部
は両面粘着テープとマイラーテープを用いて固定した。This alumina sprayed polyester film is 100m in diameter
The alumina layer was wound around the mandrel having a length of m and a length of 1.5 m so that the outer surface was formed. The winding method was such that the alumina sprayed polyester film had a width of 200 mm, the winding angle was 45 °, and the overlapping width was 5 mm while rotating the mandrel, and the ends were fixed with double-sided adhesive tape and mylar tape.
このマンドレルの上にガラス繊維ロービングをエポキシ
樹脂に含浸させながらフィラメントワインディング法に
より厚さ２mmのＦＲＰ層を形成し、加熱炉に入れて樹脂
を硬化させた。硬化後、マンドレルを引き抜いたのち、
内面表面のポリエステルフィルムを引きはがして除去
し、第１図に示す断面構成をもつアルミナコーティング
ＦＲＰ製パイプを得た。An FRP layer having a thickness of 2 mm was formed on the mandrel by a filament winding method while impregnating glass fiber roving with epoxy resin, and the FRP layer was placed in a heating furnace to cure the resin. After curing, pull out the mandrel,
The polyester film on the inner surface was peeled off and removed to obtain an alumina-coated FRP pipe having a sectional structure shown in FIG.
得られたパイプは内面に厚さ１００μｍのアルミナ層１
を有するもので、アルミナ溶射層の気孔にはフィラメン
トワインディング時にエポキシ樹脂が含浸したため、ア
ルミナ層１とＦＲＰ層２との密着力は大きく、ヒートシ
ョックによっても剥離等の欠陥は生じなかった。また、
パイプ内面のアルミナ層１の表面はポリエステルフィル
ムの表面を転写しているために表面平滑性にすぐれ、研
磨等の工程が不要で、そのまま実用できるものであっ
た。The obtained pipe has an alumina layer 1 with a thickness of 100 μm on the inner surface.
Since the pores of the alumina sprayed layer were impregnated with the epoxy resin at the time of filament winding, the adhesion between the alumina layer 1 and the FRP layer 2 was large, and defects such as peeling did not occur even by heat shock. Also,
Since the surface of the alumina layer 1 on the inner surface of the pipe was transferred from the surface of the polyester film, the surface was excellent in smoothness, and a step such as polishing was not necessary and could be used as it was.
（発明の効果） 以上のように本発明の方法によれば従来の方法では不可
能であった、内面にセラミックコーティングを施したＦ
ＲＰ製パイプを容易に得ることができる。また、この方
法によって得られるセラミックコーティングＦＲＰ製パ
イプのセラミック層とＦＲＰとの密着性は、セラミック
溶射層の気孔にＦＲＰの樹脂が含浸しているために非常
に大きく、表面も平滑性にすぐれるものである。(Effects of the Invention) As described above, according to the method of the present invention, F having a ceramic coating on the inner surface, which is impossible by the conventional method, is used.
An RP pipe can be easily obtained. Further, the adhesion between the ceramic layer and the FRP of the ceramic-coated FRP pipe obtained by this method is very large because the FRP resin is impregnated in the pores of the ceramic sprayed layer, and the surface is also excellent in smoothness. It is a thing.
本発明の方法によりこれまでのＦＲＰ製パイプの最大の
欠点である耐磨耗性を改善でき、ＦＲＰ製パイプの適用
分野を大きく広げることができるものである。The method of the present invention can improve the wear resistance, which is the greatest drawback of FRP pipes up to now, and can greatly expand the field of application of FRP pipes.
第１図は本発明の実施例で得られたセラミックコーティ
ングＦＲＰ製パイプの断面図である。 符号の説明 １……アルミナ層、２……ＦＲＰFIG. 1 is a sectional view of a ceramic-coated FRP pipe obtained in an example of the present invention. Explanation of symbols 1 ... Alumina layer, 2 ... FRP
Claims (2)
ラミック溶射層を形成し、該セラミック溶射フィルムを
セラミック溶射層が外面になるようにマンドレルに巻回
した後、その表面にフィラメントワインディング法によ
りＦＲＰを形成して、セラミック溶射層とＦＲＰを一体
化することを特徴とするセラミックコーティングＦＲＰ
製パイプの製造法。1. A ceramic sprayed layer is formed by spraying a ceramic on an organic film, the ceramic sprayed film is wound around a mandrel so that the ceramic sprayed layer is the outer surface, and then FRP is formed on the surface by a filament winding method. Ceramic coating FRP, characterized by being formed and integrating the ceramic sprayed layer and FRP
Manufacturing method of manufactured pipe.
ある特許請求の範囲第１項記載のセラミックコーティン
グＦＲＰ製パイプの製造法。2. The method for producing a ceramic-coated FRP pipe according to claim 1, wherein the organic film is a polyester film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61309373A JPH0655455B2 (en) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | Ceramic coating FRP pipe manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61309373A JPH0655455B2 (en) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | Ceramic coating FRP pipe manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63166521A JPS63166521A (en) | 1988-07-09 |
| JPH0655455B2 true JPH0655455B2 (en) | 1994-07-27 |
Family
ID=17992218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61309373A Expired - Lifetime JPH0655455B2 (en) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | Ceramic coating FRP pipe manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655455B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011005037A3 (en) * | 2009-07-09 | 2011-04-14 | (주)씨에스피 | Composite pipe and a production method therefor |
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| JP2513658Y2 (en) * | 1991-11-30 | 1996-10-09 | 株式会社ノーリツ | Counter-fixing bracket |
| JP3382778B2 (en) * | 1996-06-04 | 2003-03-04 | 三菱重工業株式会社 | Gas-liquid contact device |
| CN103148289B (en) * | 2013-03-08 | 2016-06-29 | 湖北中澳复合制品有限公司 | The preparation method of dredging large-diameter wearproof composite material tube |
| CN104859156B (en) * | 2014-06-27 | 2018-01-19 | 北汽福田汽车股份有限公司 | A kind of manufacture method of light wear-resistant delivery pipe and products thereof |
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-
1986
- 1986-12-29 JP JP61309373A patent/JPH0655455B2/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2011005037A3 (en) * | 2009-07-09 | 2011-04-14 | (주)씨에스피 | Composite pipe and a production method therefor |
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| JPS63166521A (en) | 1988-07-09 |
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