长丝缠绕制品的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种长丝缠绕制品的制造方法，其可以廉价地制造形状长大的制品，且提高制品的机械强度、耐腐蚀性能及电气性能，所得的无气孔ＦＲＰ制品还可以应用于高压电器上。在树脂浸渍过程中，在大气压中重复操作若干次，由于使玻璃粗纱３通过滚筒２的表面使树脂７浸渍在玻璃粗纱３上。根据该方法进行的树脂浸渍过程可保证玻璃粗纱的浸渍环境良好，可以充分地进行树脂７和空气之间的置换，所得的ＦＷ制品６的气孔率降低，且提高其耐腐蚀性能及电气性能。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
长丝缠绕制品的制造方法本专利技术涉及一种在纤维强化塑料的制造方法中，将增强纤维材料连续地缠绕于旋转的模芯(マンドレル)上而制造圆筒形纤维强化塑料的长丝缠绕方法，更具体而言是对在旋转的滚筒上将树脂浸渍于增强纤维材料的方法进行改进。以前，作为机械强度和绝缘性能优良的材料--纤维强化塑料FRP在各种领域被广泛地应用。在FRP的制造方法中有长丝缠绕法(以下简称FW法)和抽丝成型法以及真空浸渍法等。这里，FW法是在大气压中以形状长大的制品为目的的制造方法，其过程是当含于增强纤维材料表面之上的空气和热固性树脂进行置换时，将树脂浸渍于增强纤维材料上，同时，在规定的缠绕角度上，连续地将增强纤维材料缠绕于模芯(芯模)上的简易方法。该FW方法由于树脂的浸渍方式不同，使浸浴法和滚筒法有很大不同。浸浴法是在盛有树脂溶液的浸渍槽内将树脂浸渍于增强纤维材料上的方法，而滚筒法是在旋转的滚筒上将树脂浸渍于增强纤维材料上的方法。在这两种方法中，浸浴法是将增强纤维材料必须大致直线地放置，因此，具有浸渍槽设备庞大的缺点。与此相反，在滚筒法中，由于使通过的增强纤维材料接触滚筒表面的曲面部分，所以，具有浸渍槽体积小的优点。在FW法中，无论前述的哪一种方法，浸渍树脂后，通过将增强纤维材料缠绕于模芯而制成卷绕制品，使该卷绕制品硬化后，进行脱芯。经-->过这种过程制造的FW制品被广泛地应用于水管、储藏容器、宇宙飞船等需要高机械强度的构造物中。所谓真空浸渍法就是在一定的真空度下浸渍树脂的方法，是制造无气孔FRP制品的方法。在真空浸渍槽内首先将玻璃布(宽1米左右)缠绕于模具上，将该模具安装在真空容器内，然后用真空泵将真空容器中的真空度抽至1Torr以下，在该真空状态下将树脂滴在玻璃布上，由此在玻璃布中浸渍树脂。这样浸渍树脂后，将全部模具移至加压容器(高压釜)中，以30kg/cm2d的压力加压硬化进行脱模，可以制造出无气孔的FRP制品。这种无气孔FRP制品不仅机械强度高，而且耐腐蚀及电性能也非常优良。因此，可将其应用于高压电器中。然而，在所述的FW方法和真空浸渍法中存在如下问题。在FW法中，由于树脂的浸渍过程完全是在大气压中进行的，因此，在浸渍树脂时，会将增强纤维材料和树脂完全处于大气的包围中，必须进行空气与树脂的充分置换。因此，在所制造的FW制品中，大多含有微小的气孔。其结果使FW制品的耐腐蚀性和电气性能劣化，就不会在高压电器中得到应用。另一方面，在真空浸渍法中，由于树脂浸渍过程是在真空容器中进行，而硬化过程是在加压容器中进行的，因而制造成本高，所得制品价格昂贵。尤其是用真空浸渍法制造形状长大的制品时，由于受制品尺寸的制约，必须将真空容器及加压容器制成大型化，这在经济上是个不利的因素。本专利技术就是为解决所述问题而提出的，其目的是提供可以制造适合应用于高压电器的无气孔FRP长丝缠绕制品的制造方法，该方法可以廉价地制造形状长大的制品，而且显著地提高制品的机械强度、耐腐蚀性及电气性能。-->为了达到所述目标，根据本专利技术的长丝缠绕制备的制造方法，其中包括盛满树脂液的浸渍槽、所述浸渍槽中的所述树脂液至少与其表面接触而被设置的自由旋转的滚筒、以及与所述滚筒相邻设置且可自由旋转的模芯，经以下工序制造作为纤维强化塑料制绝缘体的长丝缠绕制品，所述工序包括：不使所述增强纤维材料浸渍在所述浸渍槽内的所述树脂溶液中，而使其通过所述滚筒表面，由所述滚筒的旋转使得在滚筒表面上将所述树脂浸渍于所述增强纤维材料上的浸渍工序；然后，将用树脂浸渍过的增强纤维材料连续地缠绕在旋转的模芯上，制成卷绕制品的卷绕工序；再使所述卷绕制品硬化后，进行模芯的脱芯的硬化脱芯工序，该方法的特征在于，所述浸渍工序中，在大气压中重复多次，在所述滚筒表面上使所述增强纤维材料通过，由此将树脂浸渍在所述增强纤维材料上。在所述专利技术中，要重复操作几次，由于在滚筒的表面上将树脂浸渍于增强纤维材料上，进行增强纤维材料浸渍的环境优越，增强纤维材料和树脂不会暴露于大气中的空气中，可以充分进行空气和树脂的置换。因此，可以抑制微小气孔的产生，改善其耐腐蚀性、电气特性及机械强度，即使对于形状长大的制品也可以制造出廉价的无气孔FW制品。根据本专利技术的另一个实施方案，其中包括盛满树脂液的浸渍槽、所述浸渍槽中的所述树脂液至少与其表面接触而被设置的自由旋转的滚筒、以及与所述滚筒相邻设置且可自由旋转的模芯，经以下工序制造作为纤维强化塑料制绝缘体的长丝缠绕制品，所述工序包括：不使所述增强纤维材料浸渍在所述浸渍槽内的所述树脂溶液中，而使其通过所述滚筒表面，由所述滚筒的旋转使得在滚筒表面上将所述树脂浸渍于所述增强纤维材料上的浸渍工序；然后，将用树脂浸渍过的增强纤维材料连续地缠绕在旋转的模芯上，制成卷绕制品的卷绕工序；再使所述卷绕制品-->硬化后，进行模芯的脱芯的硬化脱芯工序，该方法的特征在于，在所述浸渍工序中，在所述滚筒表面上将所述树脂浸渍于所述增强纤维材料时所产生的气泡不应进入所述浸渍槽内的所述树脂液中。在所述专利技术中，在滚筒表面上，将树脂浸渍于增强纤维材料时所产生的气泡，由于该气泡不会进入浸渍槽内的树脂液中，所以，减少了增强纤维材料接触树脂液中气泡并暴露于其中的频率，可以充分地进行空气和树脂的置换，因此，与本专利技术的第一个实施方案一样可以抑制微小气孔的发生，提高了制品的耐腐蚀性、电气特性及机械强度，可以廉价地制造无气孔FW成品。根据本专利技术的的长丝缠绕制品的制造方法，其特征在于，从所述浸渍槽中除掉所述气泡。在该专利技术中，即使浸渍槽内的树脂液中含有大量的气泡，由于可使该气泡排出于浸渍槽的外部，所以，增强纤维材料不会接触到树脂液中的气泡，可以保证空气和树脂进行充分地置换。根据本专利技术的长丝缠绕制品的制造方法，其特征在于，所述增强纤维材料在所述滚筒表面上边接触边通过，由此旋转所述滚筒。在该专利技术中，由于增强纤维材料利用接触滚筒表面时的力而使滚筒旋转，所以，由于不需要使滚筒旋转的动力，因而可以大大地省略设备的投资。根据本专利技术的长丝缠绕制品的制造方法，其特征在于，所述滚筒进行自身旋转。在该专利技术中，由于滚筒自身旋转，因此可以使增强纤维材料顺利地通过滚筒表面。根据本专利技术的长丝缠绕制品的制造方法，特征在于，可以设置若干个浸渍槽。-->在该项专利技术中，由于设置了若干个浸渍槽，因而可以使树脂更充分地浸渍于增强纤维材料上。附图的简单说明图1为实施例1的流程图。图2为实施例2中FW制品的主视图(a)，图2(b)是该FW制品的侧视图。图3为实施例1制造的FW制品和用真空浸渍法制造的FRP制品及原来的FW制品的电气性能图(耐脉冲实验)。图4为实施例2的流程图。以下是本专利技术的实施例，现以实施例1和2为例详细地加以说明。实施例1是对应于权利要求1及4的专利技术，因此可以参照图1的流程进行说明。图2(a)是实施例1所制FW制品的主视图，图2(b)是该制品的侧视图，图3是实施例1中FW制品和用真空浸渍法制造的FRP制品及原来的FW制品的电气特性(耐脉冲实验)图。实施例2与权利要求2及3的专利技术相对应，可以参照图4的流程加以说明。无论对于哪一种方案，可以使用E玻璃粗纱(日东纺织制：RS110RR-520)作为增强纤维材料，并线支数为10支。作为增强纤维材料，不仅可以使用E玻璃粗纱，还可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长丝缠绕制品的制造方法，其中包括盛满树脂液的浸渍槽、所述浸渍槽中的所述树脂液至少与其表面接触而被设置的自由旋转的滚筒、以及与所述滚筒相邻设置且可自由旋转的模芯，经以下工序制造作为纤维强化塑料制绝缘体的长丝缠绕制品，所述工序包括：不使所述增强纤维材料浸渍在所述浸渍槽内的所述树脂溶液中，而使其通过所述滚筒表面，由所述滚筒的旋转使得在滚筒表面上将所述树脂浸渍于所述增强纤维材料上的浸渍工序；然后，将用树脂浸渍过的增强纤维材料连续地缠绕在旋转的模芯上，制成卷绕制品的卷绕工序；再使所述卷绕制品硬化后，进行模芯的脱芯的硬化脱芯工序，该方法的特征在于：所述浸渍工序中，在大气压中重复多次，在所述滚筒表面上使所述增强纤维材料通过，由此将所述树脂浸渍在所述增强纤维材料上。

【技术特征摘要】
JP 1998-2-5 24165/981、一种长丝缠绕制品的制造方法，其中包括盛满树脂液的浸渍槽、所述浸渍槽中的所述树脂液至少与其表面接触而被设置的自由旋转的滚筒、以及与所述滚筒相邻设置且可自由旋转的模芯，经以下工序制造作为纤维强化塑料制绝缘体的长丝缠绕制品，所述工序包括：不使所述增强纤维材料浸渍在所述浸渍槽内的所述树脂溶液中，而使其通过所述滚筒表面，由所述滚筒的旋转使得在滚筒表面上将所述树脂浸渍于所述增强纤维材料上的浸渍工序；然后，将用树脂浸渍过的增强纤维材料连续地缠绕在旋转的模芯上，制成卷绕制品的卷绕工序；再使所述卷绕制品硬化后，进行模芯的脱芯的硬化脱芯工序，该方法的特征在于：所述浸渍工序中，在大气压中重复多次，在所述滚筒表面上使所述增强纤维材料通过，由此将所述树脂浸渍在所述增强纤维材料上。2、一种长丝缠绕制品的制造方法，其中包括盛满树脂液的浸渍槽、所述浸渍槽中的所述树脂液至少与其表面接触而被设置的自由旋转的滚筒、以及与所述滚筒相邻设置且可自由旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛上圭祐，虾名雅彦，南条尚志，佐藤茂，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]