(57)【要約】【課題】現場への輸送が困難な長尺の繊維補強樹脂製品であっても、現場で一体物として容易に得ることができる繊維補強樹脂製品の製造方法を提供する。【解決の手段】繊維補強樹脂製品に対して長さの一部を補強繊維のみとした半製品を現場に輸送し、現場において補強繊維のみの部分に樹脂液を含浸・硬化させる。補強繊維のみの部分の可撓性のために、折り曲げ等により全体的に外郭寸法を縮小できるから容易に輸送できる。更に、輸送先で製品の本来の形態に戻し、補強繊維のみの部分に樹脂液を含浸・硬化させて完成品とすることにより、現場への輸送が制限される長尺製品でも、連続した補強繊維に基づく繊維補強樹脂製品の有利性を保持させつつ工場内での取り扱いや輸送時の取り扱いの容易性を保証して現場での使用が可能となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維補強樹脂製品に対し長さの一部を補強繊維のみとした半製品を輸送し、輸送先において補強繊維のみの部分に樹脂液を含浸・硬化させることを特徴とする繊維補強樹脂製品の製造方法。
【請求項２】
所定長さの繊維補強樹脂製品に対し補強繊維のみの部分と樹脂含浸硬化部分とを交互に有し、長さが略前記の所定長さである半製品を輸送し、輸送先において補強繊維のみの部分への樹脂液の含浸・硬化を行うことを特徴とする繊維補強樹脂製品の製造方法。
【請求項３】
所定長さの繊維補強樹脂製品に対し補強繊維のみの部分と樹脂含浸硬化部分とを交互に有し、長さが前記所定長さの数倍である半製品を輸送し、輸送先において前記所定長さへの切断及び補強繊維のみの部分への樹脂液の含浸・硬化を行うことを特徴とする繊維補強樹脂製品の製造方法。
【請求項４】
補強繊維のみの少なくとも一つの部分への樹脂液の含浸・硬化をその部分を曲げた状態または捩じった状態で行うことを特徴とする請求項１〜３何れか記載の繊維補強樹脂製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維補強樹脂製品の製造方法に関し、例えば長尺枕木の製造に有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
引き揃えた連続長繊維に熱硬化性樹脂を含浸し、これを成形型に通して含浸樹脂を硬化させる繊維補強樹脂製品の製造方法は、連続製造法であり、長尺製品の製造が可能である（例えば、特許文献１、特許文献２等）。
【特許文献１】特公昭４８−３６４２０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４７１３１号公報  しかしながら、輸送上、製品長さが制限され、この制限を越える長さの繊維補強樹脂製品を必要とする場合は、長さ制限未満の製品片を使用現場に搬送し、複数箇の製品片をボルト接合や接着剤等によって接合している。  例えば、枕木として繊維補強樹脂製枕木を使用することがあり、鉄道の分岐部では、多数条の軌道が交錯するので複数の軌道に跨る長尺の枕木を必要とするが、かかる長尺の枕木を一体物として製造工場から鉄道軌道の分岐現場に輸送することは輸送規制上、困難である。従って、複数本の短尺枕木の端面同士を突合せ、その突合せ箇所を上下から金属プレートで挾み、ボルト・ナットで締結している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
而るに、繊維補強樹脂製品においては、連続した長繊維が長手方向の引張り強度や曲げ強度を担っており、前記した接合箇所ではこの強度分担が有効に行われず、ボルトや接着剤による接合では前記強度分担に匹敵する強度を保証し難く、繊維補強樹脂製品の本来の強度を満足に発現させることは難しい。
【０００４】
本発明の目的は、現場への輸送が困難な長尺の繊維補強樹脂製品であっても、現場で一体物として容易に得ることができる繊維補強樹脂製品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る繊維補強樹脂製品の製造方法は、繊維補強樹脂製品に対して長さの一部を補強繊維のみとした半製品を輸送し、輸送先において補強繊維のみの部分に樹脂液を含浸・硬化させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る繊維補強樹脂製品の製造方法は、所定長さの繊維補強樹脂製品に対し補強繊維のみの部分と樹脂含浸硬化部分とを交互に有し、長さが略前記の所定長さである半製品を輸送し、輸送先において補強繊維のみの部分への樹脂液の含浸・硬化を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る繊維補強樹脂製品の製造方法は、所定長さの繊維補強樹脂製品に対し補強繊維のみの部分と樹脂含浸硬化部分とを交互に有し、長さが前記所定長さの数倍である半製品を輸送し、輸送先において前記所定長さへの切断及び補強繊維のみの部分への樹脂液の含浸・硬化を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る繊維補強樹脂製品の製造方法は、請求項１〜３の何れかの繊維補強樹脂製品の製造方法において、補強繊維のみの少なくとも一つの部分への樹脂液の含浸・硬化をその部分を曲げまたは捩じった状態で行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
繊維補強樹脂製品に対して長さの一部を補強繊維のみとした半製品では、補強繊維のみの部分の可撓性のために、折り曲げ等により全体的に外郭寸法を縮小できるから容易に輸送でき、特に補強繊維のみの部分と樹脂含浸硬化部分とを交互に有する半製品では、樹脂含浸硬化部分の短尺化により外郭寸法のより一層の縮小化を図り得、輸送をより容易に行うことができる。
そして輸送先で製品の本来の形態に戻し、補強繊維のみの部分に樹脂液を含浸・硬化させて完成品とすることにより、現場への輸送が制限される長尺製品でも、連続した補強繊維に基づく繊維補強樹脂製品の有利性を保持させつつ工場内での取り扱いや輸送時の取り扱いの容易性を保証して現場での使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の基本的な実施形態について説明する。
本発明において対象とされる繊維補強樹脂製品とは、連続した補強繊維に熱硬化性樹脂液を含浸し、次で、成形型に通して含浸樹脂液を硬化させる連続製法により製造される製品であり、半製品とは、前記の繊維補強樹脂製品に対して長さの一部を補強繊維のみとし樹脂液を未含浸とした未完成品をいい、図１−１の（イ）、（ロ）〔図１−１の（イ）のロ−ロ断面図〕及び（ハ）〔図１−１の（イ）のハ−ハ断面図〕並びに図１−２の（イ）、（ロ）〔図１−２の（イ）のロ−ロ断面図〕及び（ハ）〔図１−２の（イ）のハ−ハ断面図〕は半製品の異なる例を示している。
図１−１及び図１−２において、１は連続した補強繊維を、２は含浸・硬化樹脂を、１０は補強繊維のみの部分を、１２は補強繊維に樹脂を含浸・硬化した部分をそれぞれ示している。
前記の連続製法は、引き揃えた長繊維群に熱硬化性樹脂液を付着させる工程、付着樹脂液を長繊維群に含浸させる工程、樹脂液含浸長繊維群を所定形状に成形・硬化する工程を有し、例えば次のような製造方法を例示できる。
（１）図２−１に示すように長繊維群１，…を帯状に配列し、トラバースノズル３から帯状長繊維群に樹脂液を滴下供給し、この樹脂液付着長繊維群を含浸型４に通過させる。
この含浸型４においては、内部通路が帯状断面の入口から製品断面に近い断面の出口に連続的に変化され、かつ出口断面が入口断面に小さくされており、繊維群の相互すべりと付着樹脂液の絞り加圧が発生し、樹脂液が一様に含浸される。
更に、この樹脂液含浸長繊維群を成形型５に通過させ、必要に応じ加熱して含浸樹脂液を硬化させていく。
成形型５には、４個のエンドレスベルトを製品断面に整合する空間を形成するように配設したものを使用することができる。
（２）（１）の製造方法に対し、樹脂液をノズルにより長繊維群に付着させるのに代え、図２−２に示すように押えロール６１を中央に設けた樹脂液槽６に長繊維群１，…を通過させ、更に（１）の製造方法と同様にして付着樹脂液を含浸型で長繊維群に一様に含浸させ、更に成形型に通過させて含浸樹脂液を硬化させていく。
【００１１】
請求項１〜２の発明を実施するには、まず前記した製造方法により製造を行い、その間、ノズルからの樹脂液の滴下供給を定期的に停止するか、長繊維群を押えロールから解放して樹脂液槽の液面上に逃がす等して、図１−１や図１−２に示した補強繊維のみの部分を有する半製品を得る。
【００１２】
次で、半製品の外郭寸法を、補強繊維のみの部分の折り曲げにより全体的に縮小する。
半製品の縮小形態としては、図３の（イ）に示すように補強繊維のみの部分１を交互に反対方向に折り曲げて樹脂含浸硬化部分１２１、１２２…の順で折り畳んだ形態、図３の（ロ）に示すように、補強繊維のみの部分１を同一方向に折り曲げて樹脂含浸硬化部分１２１、１２２…の順で巻き込んだ形態を挙げることができる。
例えば、断面が比較的扁平な製品の場合は、水平状態（断面長軸方向が水平）で送られてくる半製品を補強繊維のみの部分において９０°捩じって垂直状態とし、これを図３の（イ）に示す形態に折り畳んだり、図３の（ロ）に示す形態に巻き込んでいくことができる。また、水平状態で繰り出されてくる半製品を上方向に持ち上げて折り重ねていくこともできる。
図３の（ロ）に示す縮小形態では、重ね厚さｈｍ（ｍ＝１，…ｎ）に対し補強繊維のみの部分の長さＬｍ（ｍ＝１，…ｎ）が、Ｌｍ≧ｈｍの関係になければならない。
而して、外郭縮小化を行う機構の難易性、半製品の寸法等を勘案して縮小化形態を選択することが好ましい。
連続的に送り出されてくる半製品を図３の（イ）に示す形態に巻き込んだり、図３の（ロ）に示す形態に折り畳むには次のような方法を使用することができる。
例えば、図３の（ロ）に示す巻き込み形態の場合、補強繊維のみの部分の長さをａ、樹脂含浸硬化部分の長さをｂ、製造速度をｖとすると、半製品の送り出し位置と巻き込み位置との間において半製品を２（ａ＋ｂ）以上の長さで弛ませ、２（ａ＋ｂ）／ｖ時間ごとに巻き込み手段を１回転させる方法を使用できる。
また、例えば図３の（イ）に示す折り畳み形態の場合、前記と同様に補強線のみの部分の長さをａ、樹脂含浸硬化部分の長さをｂ、製造速度をｖとすると、半製品の送り出し位置と折り畳み位置との間において半製品を（ａ＋ｂ）以上の長さで弛ませ、（ａ＋ｂ）／ｖ時間ごとに一回の折り畳みを行う方法を使用できる。
何れの方法においても、製品長さの巻き込みまたは折り畳みを行えば切断し、上記の巻き込みまたは折り畳みを繰り返していく。
【００１３】
このようにして半製品を折り畳みや巻き込み等により縮小化したのち、半製品を現場に輸送し、現場において半製品の補強繊維のみの部分に樹脂液を含浸させ、含浸樹脂液を硬化させて完成品を得る。
この樹脂液には、半製品製造時の樹脂液と同一または別の樹脂液の何れを使用してもよく、硬化に型を使用してもよく、また硬化時間を短縮するために加熱してもよい。
製品に作用する長手方向引張り力や曲げ引張り力を連続補強繊維に効果的に分担させるには、当該繊維を弛みのない状態とすることが有効であり、製品に大なる引張り強度や曲げ強度が要求される場合は、補強繊維を引き延ばした状態で樹脂液を硬化させることが望ましい。
半製品の補強繊維のみの樹脂液の含浸には、繊維を擦りしごきながら樹脂液を供給する方法、樹脂液浴に浸漬し余分の樹脂液を搾り出して除去する方法、耐圧容器を装着し真空引きのうえ樹脂液を圧入する方法等を使用できる。
【００１４】
補強繊維のみの部分に含浸した樹脂液を硬化させる際、その部分を所望の曲げ角度で曲げた状態、または所望の捩じり角度で捩じった状態で樹脂液を硬化させることもできる。
而して、完成品は、全長が一直線の形態、図４の（イ）に示すように少なくとも１ヶ所が屈曲された形態、図４の（ロ）に示すように少なくとも１ヶ所が捩じれた形態、図４の（ハ）に示すように直線部分や屈曲部分や捩じれ部分が少なくとも２ヵ所以上混在した形態とされる。
【００１５】
請求項３の発明を実施するには、半製品の補強繊維のみの部分の長さをａ、樹脂含浸硬化部分の長さをｂ、半製品が補強繊維のみの部分と樹脂含浸硬化部分とを交互に有し、半製品の長さをｍ（ａ＋ｂ）〔ｍは整数〕とすると、長さｎ×ｍ（ａ＋ｂ）〔ｎは整数〕の長尺半製品を前記と同様にして巻き込みまたは折り畳んで現場に輸送し、現場において、長さｍ（ａ＋ｂ）の半製品への切断及び半製品の補強繊維のみの部分への樹脂液の含浸硬化を行っていく。
樹脂液の含浸硬化には前記と同様な方法を使用できる。
現場での切断は、樹脂液の含浸硬化まえの補強繊維のみの部分において行うことが好ま
しいが、樹脂液の含浸硬化後に行うことも可能である。
【００１６】
本発明において、半製品の補強繊維のみの部分が長すぎると現場での樹脂液の含浸に多量の樹脂液が必要となって作業上不利となり、短すぎると前記した折り返し乃至は折り畳みが不可となる。而して、補強繊維のみの部分の長さは、樹脂含浸部分の断面積や厚み等により一概には定め難いが、通常１００ｍｍ〜２０００ｍｍとすることが好ましい。
【００１７】
同上半製品の樹脂液含浸硬化部分の長さは、長すぎると前記した縮小形態のもとでも寸法が相当に大となって工場内での取り回しや現場への輸送に不利となり、短すぎると相対的に補強繊維のみの部分が長くなって現場での樹脂液含浸・硬化作業に不利になると共に工場生産による品質安定の有利性が大きく減退されてしまう。而して、半製品における樹脂液含浸硬化部分の長さは、２ｍ〜１０ｍとすることが好ましい。
【００１８】
本発明において、半製品の輸送先には、製品使用現場の外、現場への完成製品の搬送に輸送上の規制を実質的に受けない現場近傍地域も含まれる。
【００１９】
本発明において使用する補強繊維には、ロービングやヤーン等の連続繊維を用いることが好ましいが、マットや織物を用いることも可能である。
補強繊維の材質としては、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維（ビニロン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、レーヨン等の合成繊維や天然繊維）を使用できるが、コスト及び強度上からガラス繊維を使用することが好ましい。
【００２０】
硬化性樹脂液としては、特に限定されず、例えばウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレア系樹脂、エポキシ系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂等を挙げることがで、就中、ウレタン系樹脂が耐久性及び機械的強度に優れており好ましい。
これらの樹脂原液にガス等の発泡剤若しくは熱分解型発泡剤を添加した発泡性樹脂液を使用することもできる。
これら樹脂液の粘度が高すぎると含浸が困難になるから、溶融状態において１００００ｃｐｓ以下のものを使用することが好ましく、３０００ｃｐｓのものを使用することがより好ましい。
発泡性樹脂液を使用する場合、硬化時に樹脂液が発泡して膨張するので、成形型には前記したエンドレスベルトを四方に配設したものを使用することが好ましい。
樹脂液には、必要に応じ充填剤（例えば、珪砂等の無機粉体、樹脂切粉等の有機粉体）、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤等を添加することもできる。
【実施例１】
【００２１】
補強繊維には、１３８００番手のＥガラス繊維を撚ったロービングを使用した。
硬化性樹脂液には、多官能ＭＤＩ（２５℃における粘度が５００ｃｐｓ、住化バイエルウレタン株式会社、商品名：４４Ｖ２０）１３０重量部とポリエーテルポリオール（住化バイエルウレタン株式会社、商品名：スミジュール１７０３、２５℃における粘度が６００ｃｐｓ）１００重量部とシリコン整泡剤（東レダウコーニング社製、品番：ＳＲＸ−２９５）０．６重量部とジブチル錫ラウレート０．０３重量部と水（発泡剤）０．８重量部の組成のものを使用した。
図２−１に示した連続製造法を使用し、ノズルからの樹脂液の滴下供給を所定時間ごとに停止し、ガラス繊維のみの部分が４箇所、これら各個所の長さが略５００ｍｍ、樹脂含浸発泡硬化部分が５箇所、これら各個所の長さが略３ｍ、全長が１７ｍの半製品を得た。樹脂含浸発泡硬化部分の樹脂：ガラス繊維の重量比は１：１であり、比重は０．７４、断面寸法は厚み３０ｍｍ×巾６００ｍｍであった。
この半製品をガラス繊維のみの部分において９０°捩じって水平方向に巻き込み〔図３
の（ロ）を参照〕、加工作業上に搬送した。
この巻き込み半製品を巻き解して一直線状に延ばし、ガラス繊維のみの部分をしごきながら前記と同じ発泡性ウレタン樹脂液を塗布含浸した。この樹脂液含浸量は半製品製造時の略１．５倍とした。
次で、内郭寸法を前記樹脂含浸発泡硬化部分の外郭寸法と同寸法の３０ｍｍ×６００ｍｍにした金型を装着し、金型加熱温度８０℃で含浸樹脂液を発泡硬化させ、はみ出した樹脂をサンダーで切削除去して長さ１７ｍの一直線状完成品を得た。
【実施例２】
【００２２】
実施例１に対し、金型として３０°ベンド金型を使用した以外、実施例１と同様にして曲がり角３０°×４（１２０°）の湾曲線状完成品を得た。
【実施例３】
【００２３】
実施例１に対し、金型として９０°捩じれ金型を使用した以外、実施例１と同様にして捩じり角９０°×４（３６０°）の捩じれ完成品を得た。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１−１】本発明における半製品の一例を示す図面である。
【図１−２】本発明における半製品の別例を示す図面である
【図２−１】本発明において使用する繊維補強樹脂半製品の製造装置を示す図面である。
【図２−２】本発明において使用する繊維補強樹脂半製品の製造装置における樹脂液付着装置の別例を示す図面である。
【図３】本発明における半製品の縮小形態を示す図面である。
【図４】本発明における繊維補強樹脂製品の異なる例を示す図面である。
【符号の説明】
【００２５】
１        補強繊維
１０      補強繊維のみからなる部分
２        含浸硬化樹脂
１２      樹脂液含浸硬化部分
３        樹脂液供給ノズル
４        含浸型
５        成形型
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４】
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