JP2000210743A - 高温湿式フィラメントワインディング装置 - Google Patents

高温湿式フィラメントワインディング装置

Info

Publication number
JP2000210743A
JP2000210743A JP12611A JP2000012611A JP2000210743A JP 2000210743 A JP2000210743 A JP 2000210743A JP 12611 A JP12611 A JP 12611A JP 2000012611 A JP2000012611 A JP 2000012611A JP 2000210743 A JP2000210743 A JP 2000210743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filament
mandrel
heated
temperature
wetted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP12611A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitchell D Smith
ディー スミス ミッチェル
Dine Pieter Van
ヴァン ダイン ピーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Boat Corp
Original Assignee
Electric Boat Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Boat Corp filed Critical Electric Boat Corp
Publication of JP2000210743A publication Critical patent/JP2000210743A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/84—Heating or cooling
    • B29C53/845—Heating or cooling especially adapted for winding and joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
    • B29C53/8016—Storing, feeding or applying winding materials, e.g. reels, thread guides, tensioners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/62—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • B29C53/66—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis with axially movable winding feed member, e.g. lathe type winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿式フィラメントワインディング装置による
複合材料製品の繊維及び樹脂コーティングの一様性を改
善する。 【解決手段】 装置は５００°Ｆ（２６０℃）より高い
温度の樹脂を含む液浴を有し、スプール架から引き出さ
れたフィラメントが液浴次いでフィラメント温度を５０
０°Ｆ（２６０℃）より高く維持するように加熱された
コームを通過し、さらにフィラメントは５００°Ｆ（２
６０℃）より高い温度を維持するように制御された加熱
された通路を通過する。同じく５００°Ｆ（２６０℃）
より高い温度を維持するように加熱された巻付リング
が、フィラメントが一様な層をなして巻き付けられて最
終製品の形状にされるマンドレルに加熱されたフィラメ
ントを導く。マンドレル加熱器が、５００°Ｆ（２６０
℃）より高い一様な温度を維持するように、フィラメン
トが巻き付けられるマンドレルを加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合製品を製造する
ための湿式フィラメントワインディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】湿式フィラメントワインディングプロセ
スは、製造される製品の強化用繊維に溶融または液状樹
脂浴をくぐらせることにより液状樹脂を含浸させ、次い
でこの繊維を回転しているマンドレルに未乾燥状態で繰
り出すプロセスである。次に未乾繊維は先に繰り出され
た未乾繊維の上に精確に布置されて密着し、よってワイ
ンディングプロセスが完了したときに、製品は非常に精
確に制御された繊維配列及び均一な繊維対樹脂比を有
し、全体積にわたって組成が一定な製品がつくられる。
含浸樹脂は次いでそれぞれの樹脂に固有の方法で、すな
わち、熱可塑性樹脂をその凝固温度より低い温度まで冷
却することによるか、あるいは硬化性樹脂を圧力、熱、
紫外光、または必要であれば硬化剤を用いて硬化させる
ことにより、凝固する。
【０００３】湿式フィラメントワインディングプロセス
は、複合材料管及び圧力容器の製造、並びに断面積が一
定の構造だけでなく断面積が変化する構造をもつ製品の
製造にも用いられてきており、また湿式フィラメントワ
インディングは、特殊な組織構造に対して、製品の端部
あるいは中間部のような特定の領域に別の材料を挿入す
るように調整できる。しかし従来の湿式フィラメントワ
インディングプロセスは、樹脂が液状樹脂浴をでたあと
は急速に冷却するため、製造工程の全未乾段階を通して
少なくとも５００°Ｆ（２６０℃）の温度に維持される
ことが必要な樹脂を用いることができていない。
【０００４】所望の断面形状を有する連続繊維強化構造
に形成される樹脂強化繊維構造を得るために液状または
溶融樹脂により繊維をコーティングするプロセスは、米
国特許第４，１６８，１９４号、第４，１５４，６３４
号、再発行特許第３０，７７０号及び第４，２８５，７
４９号に開示されている。しかしこれらの特許に記述さ
れている装置では、未乾繊維を湿式フィラメントワイン
ディングに必要な精確さをもってマンドレル上に布置す
ることはできない。米国特許第５，５２９，６５２号
は、後で最終製品の製造に使用するために製品を保管す
ることができるように、樹脂が予備含浸され次いで固化
された繊維からなる繊維強化熱可塑性“プリプレグ”の
製造を開示している。米国特許第５，０９６，６４５号
は、円筒ダイ内で部分的に硬化する繊維強化熱硬化性樹
脂である縦延伸応力があらかじめ加えられた素成分によ
り強化される押出熱可塑性成型部材の製造を記述してい
る。このあらかじめ応力が加えられた素成分は引張応力
を受け、最終充実製品をつくる押出プロセスにより熱可
塑性樹脂に包み込まれる。
【０００５】米国特許第５，０９８，４９６号は、強化
用繊維を連続的に熱硬化可能な熱硬化性樹脂中に導き入
れ、次いでこの高分子材複合繊維混成物を所望の形状を
有するダイを通して連続的に引き出して、引出速度及び
ダイ温度を制御することによりこの複合材を所望の断面
形状を有する連続製品に形成することによる、熱硬化可
能な熱硬化性高分子材を含む二次成形が可能な複合製品
を作成するプロセスを記述している。高分子材配合−繊
維混成物は前記成形製品が次いで別の形状で硬化し得る
ようにゲル状態に維持される。米国特許第５，４２５，
８２９号は、ガラス繊維を含み、ガラス繊維の一部をプ
ラスチック繊維で置き換えることによりばね定数を小さ
くしまた応力を一様にした複合材板ばねを形成するため
の従来型湿式フィラメントワインディングプロセスを開
示している。米国特許第４，９７５，２３２号は、完全
に硬化した樹脂をそのガラス転移温度より高い温度まで
加熱し次いで捩れ溝を付けることにより光ファイバを入
れることができるような、外表面に捩れ溝をもって形成
される繊維強化プラスチック線材の製造プロセスを記述
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の欠点を克服する複合製品製造のための高温湿
式フィラメントワインディング装置を提供することにあ
る。
【０００７】本発明の別の目的は、前記製品の全体積を
通して樹脂／フィラメント比を確実に均一にする複合製
品製造のための高温湿式フィラメントワインディング装
置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記及びその他
の目的及び利点は、樹脂が５００°Ｆ（２６０℃）より
高い温度に維持される高温液浴及び前記液浴をくぐり液
状樹脂でコーティングされた繊維トウが５００°Ｆ（２
６０℃）より高い温度に連続的に維持される繊維繰出シ
ステムを、前記未乾繊維が巻き付けられるマンドレル及
び未乾繊維がマンドレルに巻き付けられるときにも確実
に５００°Ｆ（２６０℃）より高い温度にあるようにや
はり５００°Ｆ（２６０℃）より高い温度に維持される
加熱された繊維布置リングとともに含む、高温湿式フィ
ラメントワインディング装置を提供することにより達成
される。前記マンドレルは、独立に制御され、また帯状
の未乾トウが加熱された布置リングにより布置されるべ
きマンドレル上の領域に熱を集中させる、予熱器を有す
ることが好ましい。
【０００９】本発明のさらなる目的及び利点は、添付図
面とともに以下の説明を読むことにより明らかになるで
あろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】図面に示される本発明の代表的な
実施の形態において、湿式フィラメントワインディング
装置１０は架台に載せられた多数の繊維スプール１２を
有し、これらの繊維スプール１２から、繊維を下方に引
く繊維含浸アッセンブリ１８により、繊維１４がコーム
１６を通して引き出されて、５００°Ｆ（２６０℃）よ
り高温に維持された樹脂で繊維がコーティングされ含浸
される高温液浴２０内に導かれる。次いで前記繊維は、
独立した温度制御器をもち、確実に５００°Ｆ（２６０
℃）より高温に維持される加熱された送出コーム２２を
通して引かれ、次いでやはり独立した温度制御器を有
し、繊維にコーティングされた樹脂の温度を５００°Ｆ
（２６０℃）より高いレベルに維持する加熱された外囲
器２４を通過する。
【００１１】前記加熱された外囲器２４から、繊維は帯
状をなして加熱された布置リング２６を通り抜ける。加
熱された布置リング２６はやはり独立の温度制御器を有
し、マンドレル３０に渡されるときにも帯状未乾トウは
５００°Ｆ（２６０℃）より高い温度に維持される。帯
状未乾トウはマンドレル上に一様なフィラメント層が得
られるように布置リング２６の往復運動により回転して
いるマンドレル上に巻き付けられる。マンドレル上に先
に巻き付けられた繊維との隣接部分の温度を少なくとも
５００°Ｆ（２６０℃）に維持するように、マンドレル
を加熱して帯状トウを加熱領域上に確実に布置するため
に、加熱装置３２が別個に備えられる。
【００１２】高温液浴２０内の樹脂は、劣化せずに５０
０°Ｆ（２６０℃）より高い温度に維持することがで
き、また冷却によるかあるいは圧力、熱、紫外光等によ
る硬化により適切に硬化または固化させ得るものであれ
ば、熱可塑性またはその他の、いかなる樹脂であっても
よい。液浴２０からマンドレル３０までの全湿式フィラ
メントワインディング装置を５００°Ｆ（２６０℃）よ
り高い温度に維持することにより、マンドレル上への繊
維及び樹脂コーティングの一様性が従来の複合材料製造
用湿式フィラメントワインディング装置に比べて実質的
に改善されることが見いだされている。上記従来装置に
おいては、マンドレル上に先に巻き付けられたフィラメ
ントの部分凝固が、より高温の未乾フィラメントが上に
巻き重ねられることにより妨げられ、最終製品に凹凸を
つくりだす。さらに、フィラメント上の樹脂の凝固はマ
ンドレルに巻き付ける前におこり得るため、同様に最終
製品に凹凸及び巻き付けにより得られる樹脂層におそら
く空隙ををつくりだす。さらに、樹脂が巻き付け前に部
分的に凝固ないし硬化していれば、巻き付け後の製品に
おいて樹脂の沈殿が生じるために製品に変形が生じる。
このことは、巻き付けが完了するまで、本発明に従い、
マンドレルへの巻き付け前及び巻き付け中のいずれにお
いても未乾フィラメントを５００°Ｆ（２６０℃）より
高い温度に維持し、次いで樹脂をマンドレル上で一様に
固化させることにより避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って製造される複合製品のための高
温湿式フィラメントワインディング装置の代表的な実施
の形態を示す簡略な平面図
【図２】図１に示した装置の側面図
【符号の説明】
１０ 湿式フィラメントワインディング装置 １２ 繊維スプール １４ 繊維 １６ コーム １８ 繊維含浸アッセンブリ ２０ 高温液浴 ２２ 送出コーム ２４ 外囲器 ２６ 布置リング ２８，３２ 加熱器 ３０ マンドレル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ヴァン ダイン アメリカ合衆国 コネティカット州 06355 ミスティック オーヴァールック アヴェニュー 40

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複合材料製品を得るために湿潤されマン
    ドレルに巻き付けられるべき１本以上のフィラメントを
    供給するフィラメント供給源、約５００°Ｆ（２６０
    ℃）より高い温度に維持される高温液浴、前記フィラメ
    ント供給源から前記液浴を通して前記フィラメントを誘
    導し湿潤されたフィラメントをつくる誘導装置、前記湿
    潤されたフィラメントを約５００°Ｆ（２６０℃）より
    高い温度に維持しながら前記液浴から前記湿潤されたフ
    ィラメントを搬送する加熱された外囲器、前記湿潤され
    たフィラメントを巻き付けて前もって定められた形状に
    するマンドレル、前記湿潤されたフィラメントを前記加
    熱されたフィラメント通路から前記マンドレルの表面上
    に一様な層をなすように誘導する加熱された巻付リン
    グ、及び前記湿潤されたフィラメントが前記巻付リング
    により供給される前記マンドレルの少なくとも一部を加
    熱する加熱手段を含むことを特徴とする高温湿式フィラ
    メントワインディング装置。
  2. 【請求項２】 前記巻付リングを通過する前記湿潤され
    たフィラメントの温度を約５００°Ｆ（２６０℃）より
    高く維持する前記巻付リング用加熱器を含むことを特徴
    とする請求項１に記載の高温湿式フィラメントワインデ
    ィング装置。
  3. 【請求項３】 前記液浴から前記加熱された通路に前記
    湿潤されたフィラメントを誘導し前記フィラメントの温
    度を約５００°Ｆ（２６０℃）より高く維持する加熱さ
    れたコームを含むことを特徴とする請求項１に記載の高
    温湿式フィラメントワインディング装置。
JP12611A 1999-01-21 2000-01-21 高温湿式フィラメントワインディング装置 Withdrawn JP2000210743A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/234,573 US6230775B1 (en) 1999-01-21 1999-01-21 High temperature wet filament winding arrangement
US234573 1999-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000210743A true JP2000210743A (ja) 2000-08-02

Family

ID=22881939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12611A Withdrawn JP2000210743A (ja) 1999-01-21 2000-01-21 高温湿式フィラメントワインディング装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6230775B1 (ja)
EP (1) EP1022112B1 (ja)
JP (1) JP2000210743A (ja)
DE (1) DE69909228T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103140344A (zh) * 2010-09-28 2013-06-05 村田机械株式会社 单纤维卷绕装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005008705B3 (de) * 2005-02-25 2006-09-21 Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh Vorrichtung zum Zuführen von Faserbändern zu einer Wirkmaschine
ME00041B (me) * 2006-03-09 2010-10-10 Rib Loc Australia Postupak i sprava za stabilizovanje trake prilikom namotavanja
BRPI1003150A2 (pt) * 2010-08-17 2012-05-02 Marco Antonio Rodrigues De Souza processo para fabricação de estrutura compósita utilizando enrolamento filamentar com resinas termoplásticas
CN107553939B (zh) * 2017-09-30 2023-07-07 福清市融城益峰机械有限公司 纤维管道缠绕成型机风帘式隔热均热结构

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3627601A (en) 1969-07-29 1971-12-14 Universal Oil Prod Co Method of forming a filament wound tube with an inner wall having high-wear resistance
US4078957A (en) * 1973-10-03 1978-03-14 Bradt Rexford H Filament winding apparatus and method
US4168194A (en) * 1977-08-12 1979-09-18 Sea Log Corporation Method for production of fiber reinforced resin structures
USRE30770E (en) * 1977-09-22 1981-10-13 Plas/Steel Products, Inc. Method for fabricating improved fiber reinforced plastic rods having a smooth surface
US4154634A (en) * 1977-09-22 1979-05-15 Plas/Steel Products, Inc. Method for fabricating improved fiber reinforced plastic rods having a smooth surface
US4285749A (en) * 1977-11-23 1981-08-25 Sea Log Corporation Fabrication of fiber reinforced resin structures
JPS59185626A (ja) * 1983-04-08 1984-10-22 Nissan Motor Co Ltd フイラメントワインデイング法
US4975232A (en) * 1986-12-11 1990-12-04 Nitto Denko Corporation Process for producing fiber reinforced plastics linear materials
DE3888252T2 (de) * 1987-07-11 1994-06-30 Kobe Steel Ltd Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung faserverstärkter thermoplastischer Prepregs und Vorrichtung zur Durchführung desselben.
US5160561A (en) * 1987-09-11 1992-11-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for winding a plurality of lengths of thermoplastic resin impregnated yarns using a heated guide eye
US4864964A (en) * 1987-12-15 1989-09-12 General Electric Company Apparatus and method for impregnating continuous lengths of multifilament and multi-fiber structures
US5098496A (en) * 1988-06-30 1992-03-24 Shell Oil Company Method of making postformable fiber reinforced composite articles
JPH02220828A (ja) 1989-02-23 1990-09-04 Suzuki Motor Co Ltd フィラメントワインディング成型法
IL98381A0 (en) 1990-06-25 1992-07-15 Du Pont Apparatus and method for winding fiber reinforced thermoplastic resin tow and the product thereof
JPH04101831A (ja) * 1990-08-22 1992-04-03 Nissan Motor Co Ltd フィラメントワインディング方法
US5096645A (en) * 1990-10-09 1992-03-17 Plastigage Corporation Method of forming reinforced thermoplastic members
US5425829A (en) * 1991-06-10 1995-06-20 General Motors Corporation Method of manufacturing hybrid composite leaf springs
JPH05329944A (ja) * 1992-05-20 1993-12-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 繊維強化プラスチック製品の製法
SE508393C2 (sv) 1997-09-08 1998-10-05 Applied Composites Ab Acab Förfarande för åstadkommande av en ihålig kropp av fiberarmerad termoplast samt en anordning för genomförandet av förfarandet

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103140344A (zh) * 2010-09-28 2013-06-05 村田机械株式会社 单纤维卷绕装置
CN103140344B (zh) * 2010-09-28 2016-05-11 村田机械株式会社 单纤维卷绕装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69909228D1 (de) 2003-08-07
EP1022112B1 (en) 2003-07-02
EP1022112A3 (en) 2001-02-14
US6230775B1 (en) 2001-05-15
DE69909228T2 (de) 2004-02-05
EP1022112A2 (en) 2000-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5055242A (en) Process for continuously forming reinforced articles
US5503928A (en) Fibre reinforced composites
US4010054A (en) Thermoplastic filament winding process
US4296060A (en) Method of producing a pultruded, fiber reinforced rod
US4975232A (en) Process for producing fiber reinforced plastics linear materials
KR101610088B1 (ko) 섬유 강화 열경화성 제품을 제조하는 방법 및 장치
JPH02297424A (ja) 熱可塑性物品の製造方法
US5047104A (en) Profiles of composite fibrous materials
JPH10202655A (ja) 熱硬化性溶液型エポキシによる連続ガラス繊維のライン加工
JPH0232133B2 (ja)
US4289465A (en) Apparatus for formation of pultruded fiber glass reinforced twisted article
JP2000210743A (ja) 高温湿式フィラメントワインディング装置
CN216914916U (zh) 一种拉挤制件生产设备及拉挤制件
JP3317357B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂成形材
JP2675862B2 (ja) らせん状凹部付繊維強化樹脂線条体の製法
JPH01229867A (ja) 連続長のマルチフィラメントおよびマルチファイバ構造物を含浸するためのプルトルージョン装置および方法
JPH0489346A (ja) コンクリート補強部材及びその製造法
JPH05177721A (ja) 成型繊維複合材料の製造法
JP3724593B2 (ja) 線状繊維強化プラスチックの製造方法および繊維強化プラスチックケーブルの製造方法
JPS6055296B2 (ja) 繊維強化樹脂構造体の製造法
JPH0258545A (ja) 連続フイラメント繊維で強化されたフルオロポリマーの構造用複合体
GB2159845A (en) Improvements in and relating to fibre reinforcing tape
JPH06254850A (ja) 長繊維強化合成樹脂ストランドの製造方法
JPH09226012A (ja) Ｆｒｐ製コイルバネ用ｆｒｐ素線の製造方法
JPH0921082A (ja) 繊維強化樹脂ストランドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070403