專利名稱：增強(qiáng)復(fù)合管及該增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種增強(qiáng)復(fù)合管及該增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置。該增強(qiáng)復(fù)合管使用于對(duì)耐用性、耐腐蝕性有所要求的給排水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水力發(fā)電站的冷卻水等配管道中，該增強(qiáng)復(fù)合管內(nèi)外兩側(cè)面各鋪設(shè)有一層樹脂層，特別是用玻璃纖維等增強(qiáng)過的纖維增強(qiáng)樹脂層，在這些樹脂層之間，設(shè)有樹脂混凝土等樹脂砂漿層。
背景技術(shù)：
如圖9及圖10所示傳統(tǒng)的增強(qiáng)復(fù)合管及增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置是眾所周知的(參照專利文獻(xiàn)1等例)。
在其中，作為增強(qiáng)復(fù)合管11的制造裝置1，眾所周知的是，在可旋轉(zhuǎn)的圓柱狀心軸1a的外周表面上，纏繞由玻璃纖維等構(gòu)成的單絲3的帶子2，而形成中空筒狀的樹脂層11a。
首先，從結(jié)構(gòu)上加以說明。于該種增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置1中，上述單絲3的帶子2，被存積有作為液狀樹脂材料的樹脂液的樹脂槽4中的通過引導(dǎo)滾筒5引導(dǎo)而連續(xù)通過該樹脂槽4。
在該樹脂槽4內(nèi)浸漬過的上述單絲3的帶子2，通過使上述心軸1a按圖中箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，纏繞在心軸1a的外周表面。
另外，上述心軸1a的上方配設(shè)有漏斗裝置6，而該漏斗裝置6中設(shè)有具有兩個(gè)供給部9、10，而該供給部9、10分別有各自的排放口部7、8。
該漏斗裝置6在上述單絲3的帶子2即將被纏繞于上述心軸1a之前，將具有不同直徑的供料粒子，自上方供料于被上述樹脂液所包覆的上述單絲3的外表面上。
另外，如圖10所示，由該制造裝置1所制造的增強(qiáng)復(fù)合管11主要構(gòu)成如下位于上述樹脂層11a的內(nèi)外側(cè)面的各內(nèi)、外層部14、14包含沿管軸方向延伸配設(shè)的單絲層15及布層16等，而這些單絲層15及布層16被樹脂包覆層17所包覆。
其次，對(duì)該傳統(tǒng)的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置1的作用加以說明。
在如上述傳統(tǒng)的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置1中，將由上述漏斗裝置6的排放口部7、8所供給的兩種粒子尺寸大小不同的供料粒子，從上方以播撒的方式供料給卷繞于上述心軸1a的上述單絲3的帶子2上。
上述單絲3在通過上述樹脂槽4內(nèi)時(shí)，為了能夠粘著該供料粒子已浸漬有足夠的樹脂液。
因此，在上述排放口部7所供給的相對(duì)較大的粒子首先被粘著于樹脂材料上，同時(shí)由上述排放口部8所供給的相對(duì)較小的粒子將鉆入由上述相對(duì)較大的粒子所形成的粒子間空隙中。
直至獲得預(yù)期的厚度，通過充分次數(shù)的旋轉(zhuǎn)至樹脂層11a形成后，再將樹脂液硬化，并將上述心軸1a拔除。
介于單絲3的層12、12之間的粒子層13、13的厚度方向的尺寸，大致由上述排放口部7所供給的相對(duì)較大的粒子的粒子直徑?jīng)Q定。
日本專利特公昭47-21840號(hào)公報(bào)(發(fā)明的詳細(xì)說明，圖1、圖2)然而，在所述傳統(tǒng)的增強(qiáng)復(fù)合管及該增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置中，粒子層13、13的厚度方向的尺寸，大致由上述排放口部7供給的相對(duì)較大的粒子的粒子直徑?jīng)Q定。
因此，如果不能使粒子直徑大致均等，則厚度方向的尺寸也無法大致均勻。
而且，由上述供給裝置9所供給的供料粒子的粒子量必須一直保持一定，否則將難以使樹脂層11a在橫跨整個(gè)圓周方向各處保持均一。
此外，如果過于增加供料粒子的粒子量，則會(huì)有無法使粘著該供料粒子的樹脂液得以充分浸漬該供料粒子，從而發(fā)生氣泡進(jìn)入樹脂層11a內(nèi)破壞水密性，會(huì)有不能獲得足夠強(qiáng)度之虞。
另外，如欲使樹脂液能均勻包覆于供料粒子外表面而加以浸漬的話，必須大量的樹脂液。而大量的樹脂液有在生產(chǎn)過程中流失之虞，同時(shí)導(dǎo)致供料粒子的含量無法增加，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種增強(qiáng)復(fù)合管及該增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置，其目的在于減少樹脂層中混入氣泡的比率，從而獲得預(yù)期的水密性及強(qiáng)度，同時(shí)提高相對(duì)于樹脂液的粒子的供料比率，從而以低成本進(jìn)行制造厚度均勻的增強(qiáng)復(fù)合管。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明將粒狀材料在樹脂液中加以浸漬，并進(jìn)行壓縮成型處理從而獲得樹脂砂漿層，在成形為中空管狀的具有樹脂層芯材外周表面上作環(huán)狀纏卷；該樹脂砂漿層是由一根長(zhǎng)條平板狀成形的帶狀樹脂砂漿體沿上述芯材的軸方向互相鄰接并且繞作螺旋狀纏繞，進(jìn)而得到厚度大致均勻成形的增強(qiáng)復(fù)合管。
其次，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管通過將上述帶狀樹脂砂漿體中位于上述樹脂砂漿層側(cè)邊緣部分的外端邊緣與上述芯材的外端邊緣位置一致而成形。
再次，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管通過使上述粒狀材料的粒子直徑設(shè)為不均等，從而減少該粒狀材料間的間隙量，進(jìn)而減少相對(duì)于粒狀材料的上述樹脂的使用比率而得到。
此外，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管中上述粒狀材料的粒子直徑至少有大徑和小徑兩種。
再者，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管，在芯材或在上述樹脂砂漿層的更外表面?zhèn)鹊耐鈱硬康闹辽偃我粋€(gè)上，設(shè)置有由沿圓周方向具有縱向的圓周方向增強(qiáng)材料與沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料進(jìn)行疊層而成形的增強(qiáng)層。
另外，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管，其上述圓周方向增強(qiáng)材料或管軸方向增強(qiáng)材料，經(jīng)過樹脂液浸漬并進(jìn)行疊層而成形為一體。
進(jìn)而，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管，其中的上述樹脂砂漿層，具有含經(jīng)樹脂液浸漬過的短條狀增強(qiáng)材料的薄壁層和含將經(jīng)樹脂液浸漬過的粒狀材料進(jìn)行壓縮后成形得到的樹脂混凝土層。
最后，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置設(shè)有管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述芯材可在該管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上可自由裝卸，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該芯材來纏繞上述樹脂砂漿層及外層部。
本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管中，所述樹脂砂漿層通過將一根長(zhǎng)條平板狀成形的帶狀樹脂砂漿體進(jìn)行螺旋狀纏繞而獲得。
因此，通過預(yù)先壓縮整形，將帶狀樹脂砂漿體的厚度方向尺寸整形為固定的厚度，從而很容易地使樹脂砂漿層的厚度方向尺寸得到固定。
另外，在上述壓縮整形的過程中，帶狀樹脂砂漿體經(jīng)充分脫氣后于上述芯材的軸方向上互相鄰接并且作螺旋狀纏繞，從而形成上述樹脂砂漿層，因此減少混入氣泡的比率，進(jìn)而獲得預(yù)期的水密性及強(qiáng)度。
其次，對(duì)于預(yù)先進(jìn)行壓縮整形而獲得的帶狀樹脂砂漿體而言，更易于提高相對(duì)于樹脂液的粒狀材料的使用比率。因此，通過減少樹脂材料的比率而可低成本的制造。
而且，即使在成形帶狀樹脂砂漿體時(shí)樹脂液的量較少，由于粒狀材料的外表面被大致均勻包覆程度的浸漬成為可能，因此在進(jìn)行壓縮時(shí)，仍可獲得充足的粘著力。
因此，不必有象傳統(tǒng)的那樣在生產(chǎn)過程中有樹脂液流出之虞。
另外，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管，通過將上述帶狀樹脂砂漿體中位于上述樹脂砂漿層側(cè)邊緣部分的外端邊緣與上述芯材的外端邊緣位置一致成形而得到。
因此，在該芯材的外端邊緣附近，不會(huì)有帶狀樹脂砂漿體多余部分存在的情況，故可減少修整等后期工序的作業(yè)量。
進(jìn)而，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管，通過使上述粒狀材料的粒子直徑不均等，從而減少該粒狀材料間的間隙量，進(jìn)而減少相對(duì)于該粒狀材料的上述樹脂液的比率。
因此，可進(jìn)一步降低制造成本。
另外，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管，上述粒狀材料的粒子直徑至少為大徑和小徑兩種。
例如此處的大徑的粒狀材料的粒子直徑約為20至40目，而小徑的粒狀材料的粒子直徑約為小于等于100目。
因此，小徑的粒狀材料會(huì)鉆入到大徑的粒狀材料之間所形成的粒子間空隙中，大小粒子隨樹脂液的硬化而互相粘著。
由此，可進(jìn)一步減少上述樹脂相對(duì)于該粒狀材料的比率，降低制造成本。
再次，如本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管中，在芯材或上述樹脂砂漿層更外表面?zhèn)鹊耐鈱硬恐?，具有由沿圓周方向具有縱向的圓周方向增強(qiáng)材料與沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料進(jìn)行疊層成形的增強(qiáng)層。
因此，由于上述樹脂砂漿層受到該增強(qiáng)層的包覆，故而可防止粒狀材料脫落，同時(shí)抑制形狀變形。
并且，在此增強(qiáng)層中，除沿圓周方向具有縱向的圓周方向增強(qiáng)材料以外，疊層有沿管軸方向具有縱向管軸方向增強(qiáng)材料，因此在提高管徑方向的耐應(yīng)力的同時(shí)，也能提高管軸方向的耐彎曲應(yīng)力。
另外，本發(fā)明的增強(qiáng)負(fù)荷管中，上述圓周方向增強(qiáng)材料或管軸方向增強(qiáng)材料經(jīng)過樹脂液浸漬處理。
例如，通過將上述增強(qiáng)材料與上述樹脂砂漿層樹脂相同系統(tǒng)的樹脂液浸漬處理，待其硬化后，該樹脂砂漿層將與此增強(qiáng)層呈現(xiàn)為層狀并成形為一體。
因此，本發(fā)明提供的增強(qiáng)復(fù)合管，在進(jìn)一步提高強(qiáng)度的同時(shí)，可通過對(duì)獲得預(yù)望強(qiáng)度所需的層數(shù)進(jìn)行疊層、不需要其它用于固定增強(qiáng)材料的材料，且可根據(jù)不同的用途來賦予其適當(dāng)強(qiáng)度。
進(jìn)而，本發(fā)明的增強(qiáng)負(fù)荷管，其中的上述樹脂砂漿層，具有含經(jīng)樹脂液浸漬過的短條狀增強(qiáng)材料的薄壁層和含將經(jīng)樹脂液浸漬過的粒狀材料進(jìn)行壓縮后成形得到的樹脂混凝土層。
例如，也可將上述薄壁層與樹脂混凝土層交替進(jìn)行多層疊層，而構(gòu)成樹脂砂漿層。
如此構(gòu)成的樹脂砂漿層，由于在管壁上可得到預(yù)期的強(qiáng)度，故無需其它的增強(qiáng)材料、甚至可減少增強(qiáng)材料用量，從而抑制生產(chǎn)成本的上升。
最后，本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置中，設(shè)有上述管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述芯材可在該管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上自由安卸，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該芯材來纏繞上述樹脂砂漿層及外層部。
因此，如果將混入氣泡的比率減少后的帶狀樹脂砂漿體纏繞在上述樹脂層上、并再進(jìn)一步纏繞上上述外層部的話，則可提高供料粒子的相對(duì)比率使其厚度均勻，從而低成本獲得具有預(yù)期的水密性及強(qiáng)度的增強(qiáng)復(fù)合管。


圖1為表示本發(fā)明的最佳具體實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管的增強(qiáng)層上面纏繞上樹脂砂漿層后的側(cè)面示意圖。
圖2為具體實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管及該增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置的管徑方向的剖面圖。
圖3為具體實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管的圖2中位置A處的部分剖面放大斜視圖。
圖4為具體實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管及此增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置中說明增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置結(jié)構(gòu)的斜視模式圖。
圖5為具體實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管中，(a)是說明粒子直徑中等的砂材單體在與樹脂液的混合時(shí)的比率的模式圖，(b)是說明粒子直徑較大的砂材及粒子直徑較小的砂材進(jìn)行混合后與樹脂液混合時(shí)的比率的模式圖。
圖6為本發(fā)明的最佳具體實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管的圖2中位置A處的部分剖面放大立體圖。
圖7為說明具體實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置的全體結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖8為說明具體實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置的全體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖9為說明傳統(tǒng)的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置的全體結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖10為說明傳統(tǒng)的增強(qiáng)復(fù)合管的主要結(jié)構(gòu)部分的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
其次，根據(jù)附圖，對(duì)用以實(shí)施此發(fā)明的最佳實(shí)施方式的增強(qiáng)復(fù)合管及此增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置加以說明。
圖1至圖8表示此發(fā)明的實(shí)施方式的增強(qiáng)復(fù)合管21及此增強(qiáng)復(fù)合管21的制造裝置。
首先，從結(jié)構(gòu)上加以說明，此實(shí)施方式的增強(qiáng)復(fù)合管21，如圖2及圖3所示主要構(gòu)成如下，其大致圓筒狀的管材主體的壁面部位包括于面內(nèi)外方向(直徑方向)大致中間部位的樹脂砂漿層22；內(nèi)、外面FRP層23、23，其作為增強(qiáng)層位于此樹脂砂漿層22的內(nèi)、外側(cè)面以及包覆此內(nèi)、外面FRP層23、23的作為芯材的內(nèi)面保護(hù)層24及形成最外層的外面保護(hù)層25。
其中，上述樹脂砂漿層22是通過將砂材浸清有樹脂液，并進(jìn)行壓縮成形處理，而后使一根形成為長(zhǎng)條平板狀的帶狀樹脂砂漿體26，如圖4所示，在將上述內(nèi)面保護(hù)層24及內(nèi)面FRP層23依次卷繞為環(huán)狀的制造裝置30的芯棒31上，于呈圓筒狀的上述內(nèi)面保護(hù)層24的管軸方向上分別相鄰接并且卷繞為螺旋狀，而成形為厚度大致均勻的筒狀。
實(shí)施例1對(duì)圖1至圖5所示的此實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管21的結(jié)構(gòu)加以說明，在上述帶狀樹脂砂漿體26中，位于上述樹脂砂漿層22側(cè)邊緣的部分的外端邊緣26a、26a，通過逐步減少寬度方向的尺寸W，使其與上述內(nèi)面保護(hù)層24的外端邊緣位置24a，而成形此增強(qiáng)復(fù)合管21。
因此，此增強(qiáng)復(fù)合管21構(gòu)成為，通過從上述內(nèi)面保護(hù)層24及內(nèi)面FRP層23的上，將此帶狀樹脂砂漿體26卷繞為螺旋狀，而使邊緣26a、26a在增強(qiáng)復(fù)合管21的管軸方向上，整齊卷繞在整個(gè)圓周區(qū)域內(nèi)一致。
另外，此實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管21中，使用熱硬化性樹脂液作為樹脂液27。至于此熱硬化性樹脂液，例如可列舉不飽和聚酯樹脂液、環(huán)氧樹脂液、乙烯基酯樹脂液等。
用于此實(shí)施例1的上述不飽和聚酯樹脂液與以下物質(zhì)的相溶性良好苯乙烯單體、乙烯基甲苯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、丙烯酸系單體、過氧化物類、硅烷系物質(zhì)、異氰酸鹽類等交聯(lián)劑、硬化劑、及反應(yīng)性物質(zhì)等。
進(jìn)而，此實(shí)施例1中使用砂材作為粒狀材料。另外，也可使用碳酸鈣、粘土等無機(jī)材料、無機(jī)或有機(jī)中空體、及根據(jù)需要將玻璃纖維或化學(xué)纖維等制成形狀較短的材料等，代替砂材或與砂材混合使用。
并且，通過使此砂材的粒子直徑為不均等，以減少這些砂材的間的間隙量而使上述樹脂液對(duì)砂材的比率減少。
即，作為比較圖如圖5(a)所示，如果60目左右中等粒子直徑的砂材28、28單體時(shí)的樹脂液27的混合比率為約22％，則此實(shí)施例1中，如圖5(b)所示，將粒子直徑較大的粒狀物質(zhì)，即20至40目左右的砂材29a、29a，與粒子直徑較小的粒狀物質(zhì)，即100目以下的砂材29b、29b加以混合后的樹脂液27的混合比率，約為13％，有所降低。
另外，此實(shí)施例1中，上述內(nèi)、外面FRP層23、23，呈現(xiàn)如下構(gòu)造為分別沿圓周方向具有縱向的圓周方向增強(qiáng)材料23a、23a，與沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料23b相互疊層的三層構(gòu)造。
這些上述圓周方向增強(qiáng)材料23a、23a與管軸方向增強(qiáng)材料23b中，浸漬有與用于上述樹脂砂漿層22的樹脂液相同的不飽和聚酯樹脂液，并成為一體，并且呈現(xiàn)出包覆上述樹脂砂漿層26的內(nèi)、外側(cè)面的層狀。
其次，對(duì)制造此實(shí)施例1的上述增強(qiáng)復(fù)合管21的制造裝置30的結(jié)構(gòu)加以說明。
此實(shí)施例1的制造裝置30中，設(shè)有芯棒31，其呈圓柱狀，并且于周圍可自由裝卸地安裝上述內(nèi)面保護(hù)層24。
此芯棒31通過圖中省略的管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以軸a為旋轉(zhuǎn)中心，而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，將內(nèi)、外面FRP層23、23、樹脂砂漿層22及外面保護(hù)層25卷繞在上述內(nèi)面保護(hù)層24，由此形成此芯棒31的外表面。
另外，此實(shí)施例1的制造裝置30中，設(shè)有送出機(jī)構(gòu)33，其送出上述帶狀樹脂砂漿體26，并將其卷繞在內(nèi)面FRP層23上。
并且，此送出機(jī)構(gòu)33中，設(shè)有攪拌裝置34，其在供給上述粒子直徑較大的砂材29a、29a與上述較小粒子直徑的砂材29b、29b時(shí)，預(yù)先供給不飽和聚酯樹脂液、及與此不飽和聚酯樹脂液具有相溶性的苯乙烯單體等，并加以攪拌，以此將上述不飽和聚酯樹脂液等樹脂液涂層到這些砂材29a、29b的表面。
另外，此送出機(jī)構(gòu)33中，設(shè)有橫向移動(dòng)裝置35，其在形成上述樹脂砂漿層22時(shí)，移動(dòng)上述帶狀樹脂砂漿體26于管軸方向，相對(duì)上述芯棒31的相對(duì)位置，從而可在上述內(nèi)面FRP層23上卷繞為螺旋狀。而且，在圖4中，以箭頭模式性表示橫向移動(dòng)裝置35的移動(dòng)方向。
進(jìn)而，此送出機(jī)構(gòu)33中，設(shè)有壓縮整形裝置36，其通過對(duì)上述砂材29a、29b及樹脂液27進(jìn)行壓縮整形處理，而使其成形為形成為長(zhǎng)平板狀的帶狀樹脂砂漿體26并送出。
此實(shí)施例1的壓縮整形裝置36中，設(shè)有一對(duì)前、后輥構(gòu)件37、38，其通過自面內(nèi)、外方向兩側(cè)旋轉(zhuǎn)而壓縮，而調(diào)整帶狀樹脂砂漿體26的厚度方向尺寸。
另外，此實(shí)施例1的壓縮整形裝置36中，設(shè)有一對(duì)隔板構(gòu)件42、43，其通過左、右致動(dòng)器裝置40、41的沿管軸方向的驅(qū)動(dòng)，改變間隔尺寸b，由此調(diào)節(jié)上述一對(duì)前、后輥構(gòu)件37、38間所送出的帶狀樹脂砂漿體26的寬度方向尺寸W。
其次，對(duì)此實(shí)施例1的增強(qiáng)復(fù)合管21的制造裝置30的作用，按照制造工序加以說明。
此實(shí)施例1的制造裝置30中，首先上述芯棒31通過管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，并且自卷繞于外表面的脫模件的上面供給作為上述熱硬化性樹脂的不飽和聚酯樹脂液，由此卷繞這些浸漬有不飽和聚酯樹脂液的玻璃纖維粗紗等，并形成作為上述芯材的內(nèi)面保護(hù)層24。并且，于圖4中，以箭頭模式性表示管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方向。
自此內(nèi)面保護(hù)層24上，將上述圓周方向增強(qiáng)材料23a、23a與沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料23b，交替進(jìn)行疊層，形成內(nèi)面FRP層23。
并且，上述送出機(jī)構(gòu)33通過上述壓縮整形裝置36，預(yù)先對(duì)構(gòu)成中空管狀的樹脂砂漿層22的帶狀樹脂砂漿體26進(jìn)行壓縮整形。
即，于此送出裝置33的攪拌裝置34中，當(dāng)供給上述粒子直徑較大的砂材29a、29a與上述粒子直徑較小的砂材29b、29b時(shí)，預(yù)先供給不飽和聚酯樹脂液及與此不飽和聚酯樹脂液具有相溶性的苯乙烯單體等，并通過內(nèi)部螺旋狀物加以攪拌。
因此，于此攪拌裝置34內(nèi)，將上述不飽和聚酯樹脂液等樹脂液毫無遺漏地涂層在這些砂材29a、29b的表面上，故相互的粘著性得到提高。
其次，將這些表面上涂層過樹脂液27的砂材29a、29b送至上述壓縮整形裝置36，作為一根形成為長(zhǎng)平板狀的帶狀樹脂砂漿體26，進(jìn)行壓縮整形，并且送出以使其附著在上述內(nèi)面FRP層23的外表面。
上述送出機(jī)構(gòu)33，通過上述橫向移動(dòng)裝置35，在送出帶狀樹脂砂漿體26的同時(shí)，相對(duì)于上述芯棒31移動(dòng)其在管軸a方向上的相對(duì)位置。
因此，如圖1所示，上述帶狀樹脂砂漿體26在上述內(nèi)面FRP層23上卷繞為螺旋狀，形成整個(gè)圓周區(qū)域厚度大致均勻的上述樹脂砂漿層22。
此實(shí)施例1中，由于由上述壓縮整形裝置36的一對(duì)前、后輥構(gòu)件37、38來調(diào)整帶狀樹脂砂漿體26的厚度方向的尺寸d1，因此可易于使樹脂砂漿層22的厚度方向的尺寸d2為一定。
另外，通過上述壓縮整形進(jìn)行了充分脫氣的帶狀樹脂砂漿體26在上述芯材的管軸方向上分別相鄰接并且卷繞成螺旋狀，而形成上述樹脂砂漿層22。
因此，上述樹脂砂漿層22內(nèi)氣泡混入的比率減少，故可獲得所期望的水密性與強(qiáng)度。
進(jìn)而，此實(shí)施例1中，預(yù)先通過上述送出機(jī)構(gòu)33的壓縮整形裝置36進(jìn)行上述壓縮整形處理前，如圖5(b)所示，通過攪拌裝置34，粒子直徑較小的砂材29b、29b進(jìn)入到由粒子直徑較大的砂材29a、29a形成的粒子間空隙內(nèi)，具有大、小粒子直徑的各砂材29a、29b之間被少量樹脂液浸漬而變得可粘著。
因此，通過樹脂液27而整形的形狀，可易于使保持為帶狀的帶狀樹脂砂漿體26中的粒狀材料的比率提高。因此，通過減少樹脂材料的比率，可抑制原材料費(fèi)的上漲，故可低成本進(jìn)行制造。
并且，將帶狀樹脂砂漿體26成形時(shí)，即使樹脂液的量?jī)H為少量，在進(jìn)行壓縮時(shí)，由于可使粒狀材料的外表面大致均勻包覆地被浸漬，因此可獲得足夠的粘著力。
因此，不必?fù)?dān)心相以前那樣在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)樹脂液流出的現(xiàn)象。
此實(shí)施例1中，由上述樹脂砂漿層22的外表面上，將上述圓周方向增強(qiáng)材料23a、23a與沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料23b交替疊層，而形成外面FRP層23。
并且，從此外面FRP層23上，通過供給作為上述熱硬化性樹脂的不飽和聚酯樹脂液，而將浸漬有這些不飽和聚酯樹脂液的玻璃纖維粗紗等加以卷繞，在形成上述外面保護(hù)層25后，使此管狀體經(jīng)過加熱爐中加熱硬化。
進(jìn)而，使此管狀體脫離上述芯棒31，并以指定長(zhǎng)度進(jìn)行切斷，由此制造出增強(qiáng)復(fù)合管21。
在連續(xù)形成上述增強(qiáng)復(fù)合管21的情況下，使如上所述形成為筒狀的筒狀體，脫離上述芯棒31并以指定長(zhǎng)度方向的尺寸加以切斷，由此可獲得所期望長(zhǎng)度的增強(qiáng)復(fù)合管21、21。
此實(shí)施例1的送出機(jī)構(gòu)33中，通過左、右致動(dòng)器裝置40、41的沿管軸方向的驅(qū)動(dòng)，而使一對(duì)隔板構(gòu)件42、43的間隔尺寸b可改變，故可自由設(shè)定從上述一對(duì)前、后輥構(gòu)件37、38間所送出的帶狀樹脂砂漿體26的寬度方向尺寸W。
因此，在一根一根制造增強(qiáng)復(fù)合管21的批式制造裝置中，在上述送出機(jī)構(gòu)33位于管狀體的兩端邊緣附近的狀態(tài)下，以將上述送出的帶狀樹脂砂漿體26的寬度方向尺寸W逐步變窄的方式，驅(qū)動(dòng)上述左右致動(dòng)器裝置40、41，而使隔板構(gòu)件42、43的間隔可改變。
因此，上述樹脂砂漿層22位于增強(qiáng)復(fù)合管21兩側(cè)邊緣的部分的外端邊緣，與上述內(nèi)、外面FRP層23、23及內(nèi)、外面保護(hù)層24、25的外端邊緣位置一致而成形。
因此，在管狀體外端邊緣附近的帶狀樹脂砂漿體26中，不會(huì)產(chǎn)生多余部分，因而可減少整修等后期工序的作業(yè)量，因此適合用于上述批式制造裝置中。
如此，所制造的增強(qiáng)復(fù)合管21中，通過使上述砂材29a、29b的粒子直徑不均等，減少砂材29a、29b的間的間隙量，而使上述樹脂材料對(duì)砂材29a、29b的比率減少。
由此，可更低成本進(jìn)行制造。
另外，此實(shí)施例1中，用作上述粒狀材料的兩種砂材29a、29b，使用粒子直徑較大及粒子直徑較小的不同粒子直徑的材料。
此處，例如作為粒子直徑較大的粒狀材料的粒子直徑，約為20至40目，而作為粒子直徑較小的粒狀材料的粒子直徑，約為小于等于100目。
由此，可進(jìn)一步減少上述樹脂材料對(duì)這些砂材29a、29b的比率，故可低成本進(jìn)行制造。
進(jìn)而，此實(shí)施例1中，如圖3所示，在上述樹脂砂漿層22的內(nèi)、外層中，設(shè)有內(nèi)、外面FRP層23、23。
這些內(nèi)、外面FRP層23、23中，構(gòu)成有增強(qiáng)層，該增強(qiáng)層由沿圓周方向具有縱向的圓周方向增強(qiáng)材料23a、23a，與沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料23b疊層而成。
因此，由于上述樹脂砂漿層22被這些增強(qiáng)層包覆，故而可防止粒狀材料的掉落，并可抑制形狀變形。
而且，增強(qiáng)層中，除沿圓周方向具有縱向的圓周方向增強(qiáng)材料23a以外，由于也疊層有沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料23b，因此管徑方向的耐應(yīng)力得到提高，并且可使管軸方向的耐彎曲應(yīng)力提高。
另外，此實(shí)施例1的上述圓周方向增強(qiáng)材料23a或管軸方向增強(qiáng)材料23b中浸漬有不飽和聚酯樹脂液。
通過灌注與上述樹脂砂漿層22的不飽和聚酯樹脂液同系統(tǒng)的樹脂即不飽和聚酯樹脂液，而在硬化后，使上述樹脂砂漿層22與各內(nèi)、外面FRP層23、23疊層成層狀并且形成為一體。
因此，強(qiáng)度將進(jìn)一步提高，并且通過對(duì)獲得所期望強(qiáng)度的層數(shù)進(jìn)行疊層，因而無需其它固定增強(qiáng)材料的材料等，可根據(jù)用途賦予合適的強(qiáng)度。
并且，此實(shí)施例1的制造裝置30中，將上述芯材可自由裝卸的安裝在芯棒31上，并且使用管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32使芯材與芯棒31一并被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，由此卷繞上述樹脂砂漿層22及內(nèi)、外層部。
因此，為了形成上述樹脂砂漿層22，如果卷繞氣泡混入比率減少的帶狀樹脂砂漿體26，進(jìn)而從此樹脂砂漿層22上面卷繞上述外面FRP層23及外面保護(hù)層25的話，則可低成本的獲得具有良好水密性與強(qiáng)度，且使所供給的粒子比率提高、厚度均勻的增強(qiáng)復(fù)合管。
圖6至圖8表示本發(fā)明實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管121及此增強(qiáng)復(fù)合管121的制造裝置130。
并且，與上述實(shí)施方式及實(shí)施例1相同或均等的部分，附以相同符號(hào)加以說明。
首先，對(duì)此實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管121的結(jié)構(gòu)，使用圖6加以說明，此增強(qiáng)復(fù)合管121的樹脂砂漿層122中，于粒狀材料中灌注過樹脂并經(jīng)過壓縮成形處理而成的樹脂混凝土層122a的內(nèi)、外兩側(cè)面，設(shè)有作為增強(qiáng)層的薄壁層123、123。
此薄壁層123、123是將不飽和聚酯樹脂液、環(huán)氧樹脂液灌注到短條狀的玻璃纖維粗紗等，如玻璃纖維、碳纖維、天然纖維、金屬纖維、金屬線、石綿絲、石英纖維、及其它化學(xué)合成纖維等或此等的混合物中，并使之與上述樹脂砂漿層122硬化為一體。
另外，此實(shí)施例2的內(nèi)側(cè)的薄壁層123與內(nèi)面保護(hù)層24之間，設(shè)有緩和沖擊等的緩沖層124。
其次，對(duì)此實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管121的制造裝置130的結(jié)構(gòu)，使用圖7及圖8加以說明。
此實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管121的制造裝置130中，作為上述芯棒31，設(shè)有卷繞于外周表面的無端鋼帶31a。
此實(shí)施例2的鋼帶31a構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)于圓周方向，并移動(dòng)于軸向上，而此芯棒31構(gòu)成為在旋轉(zhuǎn)1周的期的間，使鋼帶31a向軸向移動(dòng)寬度H3部分。
另外，送出機(jī)構(gòu)133的壓縮整形裝置136中設(shè)有按壓輥構(gòu)件137，其配設(shè)為對(duì)上述芯棒31的外周表面留出固定間隔，并與軸向平行且可自由旋轉(zhuǎn)，其構(gòu)成為與上述芯棒31的間可夾入從上述攪拌裝置34流下的粒子直徑較大的砂材29a、粒子直徑較小的砂材29b、及樹脂液27的混合物，以進(jìn)行壓縮整形。
進(jìn)而，此送出機(jī)構(gòu)133的壓縮整形裝置136中，設(shè)有結(jié)構(gòu)大致與上述實(shí)施例1的左、右隔板構(gòu)件42、43相同的左、右制動(dòng)構(gòu)件142、143。
并且在由這些芯棒31、按壓輥構(gòu)件137及左、右制動(dòng)構(gòu)件142、143所包圍的凹處，形成有暫時(shí)存積為上述粒子直徑較大的砂材29a、粒子直徑較小的砂材29b及樹脂液27的混合物的樹脂砂漿的砂漿存積部145。
并且，此實(shí)施例2中，構(gòu)成如下，使從設(shè)為可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的包覆輥構(gòu)件138所送出的包覆材料139接觸于上述按壓輥構(gòu)件137的上方部，同時(shí)包覆所形成的樹脂砂漿層122的外側(cè)，因而有效防止樹脂砂漿層122的形狀變形或落下，并且從上述芯棒31通過包覆材料139傳送旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上述按壓輥構(gòu)件137的驅(qū)動(dòng)力。
其次，對(duì)此實(shí)施例2的增強(qiáng)復(fù)合管121及增強(qiáng)復(fù)合管121的制造裝置130的作用效果加以說明。
此實(shí)施例2中，經(jīng)過上述攪拌裝置34攪拌的粒子直徑較大的砂材29a、粒子直徑較小的砂材29b及樹脂液27的混合物，流入到上述砂漿存積部145，并被夾入到壓縮整形裝置136的按壓輥構(gòu)件137與上述芯棒31的間，并從經(jīng)過預(yù)先卷繞的上述薄壁層123上，將具有固定的厚度方向尺寸的上述帶狀樹脂砂漿體26壓縮整形為固定形狀，同時(shí)進(jìn)行按壓，而卷繞于外表面。
進(jìn)而，在如此形成的上述樹脂混凝土層122a的外側(cè)，進(jìn)一步卷繞具有浸漬過樹脂的短條狀的增強(qiáng)材料的薄壁層123。
這些樹脂混凝土層122a及內(nèi)、外面的薄壁層123，灌注有相同的不飽和聚酯樹脂液等，故而硬化后，形成為一體，能達(dá)到所期望的強(qiáng)度。
例如，也可將這些薄壁層123與樹脂混凝土層122a交替進(jìn)行疊層，而構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)的樹脂砂漿層122。
由此形成的實(shí)施例2的樹脂砂漿層122，由于管壁具有所期望的強(qiáng)度，故而無需另外的增強(qiáng)材料，或可減少增強(qiáng)材料，使生產(chǎn)成本的上漲得到抑制。
其它的結(jié)構(gòu)及作用效果，因與上述實(shí)施例1大致相同，故而省略說明。
參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，而具體的結(jié)構(gòu)，并非僅限于此實(shí)施方式，不脫離本發(fā)明宗旨的設(shè)計(jì)性變更仍包含于本發(fā)明中。
即，上述實(shí)施例1中，使用砂材作為粒狀材料，但并非特別限定于此，只要在其中，例如，、粒狀石英、各種中空填充劑、或此等材料與碳酸鈣的混合物等中浸漬樹脂液粘土，并通過硬化形成樹脂砂漿層的話，任何種類粒狀材料也都可以。
另外，至于此粒狀材料的粒子直徑，在上述實(shí)施例1中是將粒子直徑較大的粒狀物質(zhì)即約20至40目左右的砂材29a、29a及粒子直徑較小的粒狀物質(zhì)即小于等于100目的砂材29b、29b加以混合使用，但并非特別限定于此，也可將如3種以上粒子直徑相異的砂材加以混合使用等，將復(fù)數(shù)種類的粒狀物質(zhì)加以混合使用也可，而砂材等的種類、形狀、數(shù)量及混合比率，并無特別限制。
進(jìn)而，上述實(shí)施例1中，通過上述送出機(jī)構(gòu)33送出時(shí)，使壓縮整形裝置36的隔板構(gòu)件42、43的間隔b可變化，并將所送出的帶狀樹脂砂漿體26的寬度方向尺寸W逐步變窄，由此，使位于上述樹脂砂漿層22的增強(qiáng)復(fù)合管21的兩側(cè)邊緣的部分的外端邊緣與上述內(nèi)、外面FRP層23、23及內(nèi)、外面保護(hù)層24、25的外端邊緣位置一致而成形，但并非特別限定于此，也可在卷繞后，沿著內(nèi)、外面FRP層23、23及內(nèi)、外面保護(hù)層24，25的外端邊緣位置，切割上述帶狀樹脂砂漿體26的位于上述樹脂砂漿層22的側(cè)邊緣的部分的外端邊緣而使的成形，當(dāng)然，位于此樹脂砂漿層22的側(cè)邊緣的部分，在并不影響強(qiáng)度的設(shè)計(jì)性變更范圍內(nèi)，樹脂砂漿層22的厚度也可變薄。
并且，上述實(shí)施例1及實(shí)施例2中，上述樹脂砂漿層22、122形成為單層，但并非特別限定于此，也可具有如兩層以上的復(fù)數(shù)層，并構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管的管壁。此時(shí)，也可使作為與上述內(nèi)、外面FRP層23、23具有相同結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)層的FRP層，或上述薄壁層123插入于樹脂砂漿層22、22的間。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)復(fù)合管，通過將粒狀材料于樹脂液中加以浸漬，并進(jìn)行壓縮成形處理而獲得的樹脂砂漿層，在具有樹脂層的成形為中空管狀的芯材外周表面上作環(huán)狀纏繞而獲得，其特征在于該樹脂砂漿層，通過將一根成形為長(zhǎng)條平板狀的帶狀樹脂砂漿體在上述芯材的軸方向上互相鄰接且作螺旋狀纏繞，從而厚度大致均勻地成形而獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)復(fù)合管，其特征在于將上述帶狀樹脂砂漿體中位于上述樹脂砂漿層側(cè)邊緣的外端邊緣與上述芯材的外端邊緣位置互相一致而成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的增強(qiáng)復(fù)合管，其特征在于通過使上述粒狀材料的粒子直徑不均等，從而減少該粒狀材料間的間隙量，進(jìn)而使相對(duì)該粒狀材料的上述樹脂的比率減少。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增強(qiáng)復(fù)合管，其特征在于上述粒狀材料的粒子直徑至少有大徑和小徑兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)復(fù)合管，其特征在于在芯材或在上述樹脂砂漿層的更外表面?zhèn)鹊耐鈱硬恐械闹辽偃我粋€(gè)上，設(shè)置有由沿圓周方向具有縱向的圓周方向增強(qiáng)材料與沿管軸方向具有縱向的管軸方向增強(qiáng)材料進(jìn)行疊層而成形的增強(qiáng)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增強(qiáng)復(fù)合管，其特征在于上述圓周方向增強(qiáng)材料或管軸方向增強(qiáng)材料，通過樹脂液浸漬后并再進(jìn)行疊層而成形為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)復(fù)合管，其特征在于上述樹脂砂漿層，具有含樹脂液浸漬過的短條狀增強(qiáng)材料的薄壁層和含將經(jīng)浸漬過的粒狀材料進(jìn)行壓縮后成形得到的樹脂混凝土層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置，其特征在于其設(shè)有管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可在該管體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上自由裝卸地安裝上述芯材，并且通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該芯材，纏繞上述樹脂砂漿層及外層部。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種厚度均勻的增強(qiáng)復(fù)合管及該增強(qiáng)復(fù)合管的制造裝置，該增強(qiáng)復(fù)合管可使樹脂層中混入氣泡的比率減少，由此獲得預(yù)期的水密性及強(qiáng)度的同時(shí)，使所供給的粒子比率提高，從而降低制造成本。本發(fā)明的增強(qiáng)復(fù)合管(21)，通過將砂材(29a)(29b)，在樹脂液加以浸漬，并進(jìn)行壓縮成形處理而獲得的樹脂砂漿層(22)，在成形為中空管狀的具有有樹脂層的內(nèi)面保護(hù)層24的芯材的外周表面作環(huán)狀纏繞而得。其中的樹脂砂漿層(22)，由一根成形為長(zhǎng)條平板狀的帶狀樹脂砂漿體(26)沿呈圓筒狀的內(nèi)面保護(hù)層(24)的外周表面的軸方向上互相鄰接且螺旋狀纏繞，從而厚度大致均勻地成形。
文檔編號(hào)B32B37/00GK1940370SQ200510108550
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者伊藤義一, 藤木康雄, 木下庸泰, 吉井孝育, 井上毅 申請(qǐng)人:積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社