JP2008290308A - Method and apparatus for manufacturing fiber reinforced resin made container - Google Patents

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Motohiro Mizuno
基弘 水野
Kazunori Higashide
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for manufacturing a fiber reinforced resin made container manufacturing the fiber reinforced resin made container, wherein the fatigue durability performance of the fiber reinforced resin made container is improved without excessively increasing the dimension of the fiber reinforced resin made container. <P>SOLUTION: The apparatus for manufacturing the fiber reinforced resin made container includes a resin bath 28 for impregnating carbon fiber 24 with an epoxy resin to supply as the resin impregnated fiber 26 and a liner rotation apparatus for rotating a liner 12 to wind the resin impregnated fiber 26. A temperature controller 30 is provided between the resin bath 28 and the liner 12. A part constituting the inner layer of the periphery of the liner 12 is cooled by being passed through the cooled temperature controller 30. A part constituting the outer layer of the periphery of the liner 12 is heated by being passed through the heated temperature controller 30. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、繊維供給部から送り出した繊維に、レジンバスで樹脂を含浸させることにより得た樹脂含浸繊維を、製品の形状を形作るライナーに巻き付けることにより繊維強化樹脂製容器を成形する繊維強化樹脂製容器の製造方法および繊維強化樹脂製容器製造装置に関する。   The present invention is a fiber reinforced resin product that forms a fiber reinforced resin container by wrapping resin impregnated fiber obtained by impregnating a resin sent from a fiber supply unit with resin in a resin bath around a liner that forms the shape of the product. The present invention relates to a container manufacturing method and a fiber reinforced resin container manufacturing apparatus.

従来から繊維強化樹脂により繊維強化樹脂製容器を成形することが考えられている。例えば、繊維強化樹脂製容器を成形する方法として、十分な強度を有する繊維、例えばカーボン繊維を用い、これに液状の熱硬化性樹脂を含浸させて、製品の形状を形作るライナーに巻き付け、熱硬化性樹脂を加熱硬化させることが考えられている。カーボン繊維は、有機高分子繊維を、例えば3000℃の高温で焼成し、極めて強度を高くできるので、例えば繊維強化樹脂製容器である高圧タンク等を、ライナーにカーボン繊維を巻き付ける、いわゆるフィラメントワインディング方法で製造することができる。カーボン繊維に樹脂を含浸させる方法として、温度制御された液体状の熱硬化性樹脂を満たした樹脂容器にカーボン繊維束を通過させることにより、カーボン繊維束に樹脂を含浸させることが考えられている。   Conventionally, it has been considered to form a fiber reinforced resin container using a fiber reinforced resin. For example, as a method of molding a fiber reinforced resin container, a sufficiently strong fiber, such as carbon fiber, is impregnated with a liquid thermosetting resin, wound around a liner that forms the shape of the product, and thermoset. It is considered to heat-cure the functional resin. The carbon fiber is a so-called filament winding method in which an organic polymer fiber is baked at a high temperature of, for example, 3000 ° C. and extremely high in strength, and therefore, for example, a high-pressure tank that is a fiber-reinforced resin container is wound with a carbon fiber around a liner. Can be manufactured. As a method for impregnating carbon fibers with resin, it is considered that carbon fiber bundles are impregnated with resin by passing the carbon fiber bundles through a resin container filled with a temperature-controlled liquid thermosetting resin. .

また、特許文献1には、熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂と、液晶樹脂との複合組成物を、押し出しダイで押し出した後、押し出したストランドを一旦冷却槽内で常温まで冷却しながら延伸し、その後、フィラメントワインディング成形を行う、液晶樹脂複合体の成形方法が記載されている。   Patent Document 1 discloses that a composite composition of a matrix resin composed of a thermoplastic resin and a liquid crystal resin is extruded with an extrusion die, and then the extruded strand is stretched while being cooled to room temperature in a cooling bath, Thereafter, a method for forming a liquid crystal resin composite is described in which filament winding is performed.

また、特許文献2には、繊維基材の移動速度に依存せずに繊維基材に対する含浸樹脂量を一定に保つようにするために、樹脂含浸装置に貯えられた樹脂に下部を浸漬している樹脂含浸ロールを回転させ、樹脂含浸ロール表面に樹脂をピックアップさせ、ピックアップされた樹脂の膜厚を膜厚調整板により樹脂の一部を掻き落として調整後、樹脂を繊維基材に塗布含浸する樹脂含浸装置が記載されている。   Further, in Patent Document 2, in order to keep the amount of impregnating resin with respect to the fiber base material constant without depending on the moving speed of the fiber base material, the lower part is immersed in the resin stored in the resin impregnation apparatus. Rotate the resin impregnated roll, pick up the resin on the surface of the resin impregnated roll, adjust the film thickness of the picked up resin by scraping off part of the resin with the film thickness adjusting plate, and then impregnate the resin on the fiber base material A resin impregnation apparatus is described.

特開平5−193010号公報JP-A-5-193010 特開2000−108211号公報JP 2000-108211 A

一般的に、カーボン繊維を使用したカーボン繊維強化樹脂(CFRP)等の繊維強化樹脂(FRP)製の容器であるタンクを、フィラメントワインディング方法で成形する際、カーボン繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸繊維を、ライナーに数層から数十層巻き付ける工程を行う。このようにライナーに樹脂含浸繊維を巻き付ける工程において、ライナーでの樹脂含浸繊維の巻き取り時に繊維に張力が加わり、張力による巻き締め効果により、せっかく繊維間に樹脂を含浸させたのにもかかわらず、繊維強化樹脂の内層を構成する複数の繊維間から樹脂が外層側に染み出す傾向となる。すなわち、樹脂含浸繊維の積層が多くなるのにしたがって、繊維強化樹脂の内層を構成する複数の繊維間から樹脂が外層側に染み出し、径方向外側から内側に向かうほど、全体の体積に占める繊維の割合である、繊維体積含有率であるVf(%)が高くなる傾向となる。Vfは、高くなるほど樹脂量が少なくなり、低くなるほど樹脂量が多いことを意味する。   Generally, when a tank, which is a container made of fiber reinforced resin (FRP) such as carbon fiber reinforced resin (CFRP) using carbon fiber, is molded by the filament winding method, the carbon fiber is impregnated with a thermosetting resin. A step of winding the resin-impregnated fiber around several to several dozen layers around the liner is performed. Thus, in the process of winding the resin-impregnated fiber around the liner, tension is applied to the fiber at the time of winding the resin-impregnated fiber with the liner, and even though the resin is impregnated between the fibers because of the tightening effect due to the tension. The resin tends to ooze out from the plurality of fibers constituting the inner layer of the fiber reinforced resin to the outer layer side. That is, as the number of resin-impregnated fibers increases, the resin oozes from the plurality of fibers constituting the inner layer of the fiber reinforced resin to the outer layer side, and the fiber occupies the entire volume as it goes from the radially outer side to the inner side. Vf (%), which is the fiber volume content, is a tendency to increase. Vf means that the higher the amount, the smaller the amount of resin, and the lower the amount, the greater the amount of resin.

図9は、従来から考えられている方法により造られたカーボン繊維強化樹脂製タンクの1例の断面と、このタンクの部分拡大模式断面である(a)と、(a)の外層部分をさらに拡大した模式断面である(b)と、(a)の内層部分をさらに拡大した模式断面である(c)とを示している。図9に示すタンク10は、樹脂製のライナー12の周囲にカーボン繊維に樹脂を含浸させた樹脂含浸繊維を巻き付け、樹脂を加熱硬化させることにより、ライナー12の周囲に繊維強化樹脂14を設けている。また、タンク10の長手方向両端部に口金16,18を固定している。また、繊維強化樹脂14となる樹脂含浸繊維を巻き付けたものの外側にガラス繊維に樹脂を含浸したものを巻き付け、その後同時に加熱硬化することにより、繊維強化樹脂14の外側にガラス層20を設けている。   FIG. 9 shows a cross section of an example of a carbon fiber reinforced resin tank made by a conventionally considered method, a partially enlarged schematic cross section of the tank (a), and an outer layer portion of (a). (B) which is the expanded schematic cross section, and (c) which is the schematic cross section which further expanded the inner-layer part of (a) are shown. A tank 10 shown in FIG. 9 has a fiber reinforced resin 14 provided around a liner 12 by winding resin-impregnated fibers obtained by impregnating carbon fibers with resin around a resin liner 12 and heat-curing the resin. Yes. Also, the caps 16 and 18 are fixed to both ends of the tank 10 in the longitudinal direction. In addition, a glass layer 20 is provided on the outside of the fiber reinforced resin 14 by winding a resin impregnated fiber to be the fiber reinforced resin 14 around the outer side of the fiber reinforced resin 14 and winding the glass fiber impregnated with the resin. .

図9の(b)(c)では、白丸によりカーボン繊維を、黒で塗りつぶした部分により樹脂を、それぞれ表している。図9(b)で示すように、繊維強化樹脂14の外層部分では、全体に占める樹脂量の割合が多いのに対して、図9(c)で示すように、繊維強化樹脂14の内層部分では、全体に占める樹脂量の割合は少ない。すなわち、繊維体積含有率である、Vfは、内層側で外層側に比べて高くなる。また、このような傾向は、繊維間に含浸した樹脂の粘度が低い場合に、樹脂の染み出し量が多くなるため、より顕著になる。   In FIGS. 9B and 9C, carbon fibers are represented by white circles, and resin is represented by black portions. As shown in FIG. 9 (b), the outer layer portion of the fiber reinforced resin 14 has a large proportion of the resin amount in the whole, whereas the inner layer portion of the fiber reinforced resin 14 as shown in FIG. 9 (c). Then, the ratio of the resin amount to the whole is small. That is, the fiber volume content Vf is higher on the inner layer side than on the outer layer side. Further, such a tendency becomes more remarkable when the viscosity of the resin impregnated between the fibers is low because the amount of the resin oozing out increases.

また、繊維強化樹脂14製のタンク10は、使用圧が高くなるほど、強度確保のために繊維強化樹脂14の厚さを大きくする、すなわち、ライナー12に樹脂含浸繊維を巻く巻き層数を多くする必要があるため、巻き締め効果がより大きくなり、繊維強化樹脂14内層側のVfの上昇がより顕著になる。そして、タンク10内の圧力上昇により、最も大きな応力が加わる傾向となるのが内層であるため、内層のVfが過度に高い場合には、タンク10の疲労耐久性能が大幅に低下して、繊維強化樹脂14製のタンク10の内層部分に亀裂等の損傷が生じる可能性がないとはいえない。このため、繊維強化樹脂14のうち、特に内層部分のVfを最適に調節できる手段の実現が望まれている。   Further, the tank 10 made of the fiber reinforced resin 14 increases the thickness of the fiber reinforced resin 14 in order to ensure strength, that is, increases the number of winding layers around which the resin-impregnated fiber is wound around the liner 12 as the operating pressure increases. Since it is necessary, the tightening effect is further increased, and the increase in Vf on the inner layer side of the fiber reinforced resin 14 becomes more remarkable. And, since the inner layer tends to be subjected to the greatest stress due to the pressure increase in the tank 10, when the Vf of the inner layer is excessively high, the fatigue durability performance of the tank 10 is greatly reduced, and the fiber It cannot be said that there is no possibility of damage such as cracks occurring in the inner layer portion of the tank 10 made of the reinforced resin 14. For this reason, realization of means capable of optimally adjusting Vf of the inner layer portion of the fiber reinforced resin 14 is desired.

一方、繊維強化樹脂14のVfを内層だけでなく外層も含め一律に低下させると、樹脂量が全体で多くなるため、タンク10の外径が大きくなってしまう原因となる。タンク10は、自動車用として使用する場合等、空間的な制約が多い状況で使用される場合には、タンク10の外径を小さくすることが特に望まれるため、タンク10のうち、内層部分のみのVfを効果的に低くし、内層部分のみで樹脂量を多くすることが望まれている。   On the other hand, if the Vf of the fiber reinforced resin 14 is uniformly reduced including not only the inner layer but also the outer layer, the resin amount increases as a whole, which causes the outer diameter of the tank 10 to increase. Since the tank 10 is particularly desired to reduce the outer diameter of the tank 10 when used in a situation where there are many spatial restrictions, such as when used for automobiles, only the inner layer portion of the tank 10 is used. Therefore, it is desired to reduce the Vf of the resin effectively and increase the amount of resin only in the inner layer portion.

これに対して、特許文献1には、上記のように液晶樹脂複合体の成形方法が記載されているが、繊維強化樹脂製容器の成形方法も繊維強化樹脂製容器製造装置も記載されていない。また、特許文献1には、繊維強化樹脂製容器の寸法を過度に大きくすることなく繊維強化樹脂製容器の疲労耐久性能を高くする手段も記載されていない。   On the other hand, Patent Document 1 describes a method for molding a liquid crystal resin composite as described above, but neither a method for molding a fiber reinforced resin container nor a fiber reinforced resin container manufacturing apparatus is described. . Further, Patent Document 1 does not describe means for increasing the fatigue durability performance of the fiber reinforced resin container without excessively increasing the size of the fiber reinforced resin container.

また、特許文献2には、上記のように樹脂含浸装置が記載されており、樹脂含浸装置は、繊維強化プラスチック容器の製造プロセスで用いられていると記載されているが、繊維強化樹脂製容器の寸法を過度に大きくすることなく繊維強化樹脂製容器の疲労耐久性能を高くする手段は記載されていない。このような特許文献1および特許文献2に記載された技術の場合には、繊維強化樹脂製容器の寸法を過度に大きくすることなく繊維強化樹脂製容器の疲労耐久性能を高くすることができない可能性がある。   Further, Patent Document 2 describes a resin impregnation apparatus as described above, and it is described that the resin impregnation apparatus is used in a manufacturing process of a fiber reinforced plastic container. No means for increasing the fatigue endurance performance of the fiber reinforced resin container without excessively increasing the size of is described. In the case of the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the fatigue durability performance of the fiber reinforced resin container cannot be increased without excessively increasing the size of the fiber reinforced resin container. There is sex.

本発明の目的は、繊維強化樹脂製容器の製造方法および繊維強化樹脂製容器製造装置において、繊維強化樹脂製容器の寸法を過度に大きくすることなく繊維強化樹脂製容器の疲労耐久性能を高くすることである。   An object of the present invention is to increase the fatigue endurance performance of a fiber reinforced resin container without excessively increasing the size of the fiber reinforced resin container in the fiber reinforced resin container manufacturing method and the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus. That is.

本発明に係る繊維強化樹脂製容器の製造方法のうち、第1の発明に係る繊維強化樹脂製容器の製造方法は、繊維供給部から送り出した繊維に、レジンバスで樹脂を含浸させることにより得た樹脂含浸繊維を、製品の形状を形作るライナーに巻き付けることにより繊維強化樹脂製容器を成形する繊維強化樹脂製容器の製造方法であって、ライナーに巻き付ける前の樹脂含浸繊維またはレジンバスを通過する前の繊維を冷却することを特徴とする繊維強化樹脂製容器の製造方法である。   Among the methods for producing a fiber-reinforced resin container according to the present invention, the method for producing a fiber-reinforced resin container according to the first invention is obtained by impregnating a resin sent from a fiber supply unit with a resin bath. A method of manufacturing a fiber reinforced resin container by forming a fiber reinforced resin container by wrapping resin impregnated fiber around a liner that forms the shape of a product, before the resin impregnated fiber or resin bath before being wound around the liner It is a manufacturing method of the fiber reinforced resin container characterized by cooling a fiber.

また、本発明に係る繊維強化樹脂製容器製造装置のうち、第2の発明に係る繊維強化樹脂製容器製造装置は、第1の発明に係る繊維強化樹脂製容器の製造方法により、繊維強化樹脂製容器を製造する繊維強化樹脂製容器製造装置であって、繊維供給部と、繊維供給部から送り出された繊維に樹脂を含浸させるレジンバスと、レジンバス通過後の樹脂含浸繊維を容器の形状を形作るライナーに巻き付ける巻取り部と、ライナーに巻き付ける前の樹脂含浸繊維またはレジンバスを通過する前の繊維を温度低下させる冷却手段と、を備えることを特徴とする繊維強化樹脂製容器製造装置である。   Further, among the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to the present invention, the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to the second invention is a fiber reinforced resin produced by the method for manufacturing a fiber reinforced resin container according to the first invention. A fiber reinforced resin container manufacturing apparatus for manufacturing a container, comprising a fiber supply unit, a resin bath for impregnating resin into fibers sent from the fiber supply unit, and a resin-impregnated fiber after passing through the resin bath to form a container shape An apparatus for producing a fiber-reinforced resin container, comprising: a winding portion wound around a liner; and a cooling means for lowering the temperature of the resin-impregnated fiber before being wound around the liner or the fiber before passing through the resin bath.

また、本発明に係る繊維束樹脂含浸装置のうち、第3の発明に係る繊維強化樹脂製容器製造装置は、第2の発明に係る繊維強化樹脂製容器製造装置において、冷却手段は、樹脂含浸繊維または繊維の通過により、樹脂含浸繊維または繊維を温度低下させることが可能な温度調節装置またはガイドローラであることを特徴とする繊維強化樹脂製容器製造装置である。   Further, among the fiber bundle resin impregnating apparatus according to the present invention, the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to the third invention is the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to the second invention, wherein the cooling means is resin impregnated. A fiber reinforced resin container manufacturing apparatus, which is a temperature adjusting device or a guide roller capable of lowering the temperature of a resin-impregnated fiber or fiber by passing the fiber or fiber.

また、本発明に係る繊維強化樹脂製容器の製造方法のうち、第4の発明に係る繊維強化樹脂製容器の製造方法は、繊維供給部から送り出した繊維に、レジンバスで樹脂を含浸させることにより得た樹脂含浸繊維を、製品の形状を形作るライナーに巻き付けることにより繊維強化樹脂製容器を成形する繊維強化樹脂製容器の製造方法であって、レジンバス内に収容した樹脂の温度を変化させることにより、ライナーに巻き付けた樹脂含浸繊維のうち、内径側部分を構成する繊維に対するレジンバスでの樹脂付着量を、外径側部分を構成する繊維に対するレジンバスでの樹脂付着量よりも多くすることを特徴とする繊維強化樹脂製容器の製造方法である。   Moreover, the manufacturing method of the fiber reinforced resin container which concerns on 4th invention among the manufacturing methods of the fiber reinforced resin container which concerns on this invention makes the fiber sent out from the fiber supply part impregnate resin with a resin bath. A method for manufacturing a fiber reinforced resin container in which a fiber reinforced resin container is formed by wrapping the obtained resin impregnated fiber around a liner that forms the shape of a product, by changing the temperature of the resin accommodated in the resin bath In the resin impregnated fibers wound around the liner, the resin adhesion amount in the resin bath to the fibers constituting the inner diameter side portion is made larger than the resin adhesion amount in the resin bath to the fibers constituting the outer diameter side portion. It is a manufacturing method of the container made from fiber reinforced resin.

また、本発明に係る繊維強化樹脂製容器製造装置のうち、第5の発明に係る繊維強化樹脂製容器製造装置は、第4の発明に係る繊維強化樹脂製容器の製造方法により、繊維強化樹脂製容器を製造する繊維強化樹脂製容器製造装置であって、繊維供給部と、繊維供給部から送り出された繊維に樹脂を含浸させるレジンバスと、レジンバス通過後の樹脂含浸繊維を容器の形状を形作るライナーに巻き付ける巻取り部と、レジンバス内に収容した樹脂の温度を調節可能な温度調節部と、温度調節部の温度を制御する温度調節部制御手段と、を備え、温度調節部制御手段は、ライナーに巻き付けた樹脂含浸繊維のうち、内径側部分を構成する繊維がレジンバスを通過する場合の温度調節部の温度を、樹脂含浸繊維のうち、外径側部分を構成する繊維がレジンバスを通過する場合の温度調節部の温度よりも低くさせることを特徴とする繊維強化樹脂製容器製造装置である。   Of the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to the present invention, the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to the fifth invention is a fiber reinforced resin produced by the method for manufacturing a fiber reinforced resin container according to the fourth invention. A fiber reinforced resin container manufacturing apparatus for manufacturing a container, comprising a fiber supply unit, a resin bath for impregnating resin into fibers sent from the fiber supply unit, and a resin-impregnated fiber after passing through the resin bath to form a container shape A winding unit wound around the liner, a temperature adjusting unit capable of adjusting the temperature of the resin accommodated in the resin bath, and a temperature adjusting unit control unit for controlling the temperature of the temperature adjusting unit, the temperature adjusting unit control unit, Among the resin-impregnated fibers wound around the liner, the temperature of the temperature adjusting unit when the fibers constituting the inner diameter side portion pass through the resin bath, and among the resin-impregnated fibers, the fibers constituting the outer diameter side portion are A fiber-reinforced resin container manufacturing apparatus characterized by be lower than the temperature of the temperature adjustment portion when passing through the Jinbasu.

本発明に係る繊維強化樹脂製容器の製造方法および繊維強化樹脂製容器製造装置によれば、繊維強化樹脂製容器の寸法を過度に大きくすることなく繊維強化樹脂製容器の疲労耐久性能を高くできる。すなわち、ライナーに巻き付ける前の樹脂含浸繊維またはレジンバスを通過する前の繊維を冷却する構成によれば、繊維強化樹脂製容器を製造すべくライナーに巻き付ける樹脂含浸繊維のうち、繊維強化樹脂の内層を構成する部分の粘度を冷却により上昇させるとともに、ライナーに巻き付ける樹脂含浸繊維のうち、繊維強化樹脂の外層を構成する部分の粘度を非冷却により低下させることにより、内層部分の樹脂含浸量を多くする一方、外層部分の樹脂含浸量を少なくすることができる。このため、ライナーへの樹脂含浸繊維の巻き付けに伴い、内層側から外層側へ複数の繊維間から樹脂が染み出す傾向となるのにもかかわらず、内層側の樹脂量を十分に確保しやすくできる。また、繊維強化樹脂製容器の外径を過度に大きくする必要がなくなる。この結果、繊維強化樹脂製容器の寸法を過度に大きくすることなく、繊維強化樹脂製容器の疲労耐久性能を高くできる。   According to the fiber reinforced resin container manufacturing method and the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to the present invention, the fatigue durability of the fiber reinforced resin container can be increased without excessively increasing the size of the fiber reinforced resin container. . That is, according to the configuration in which the resin-impregnated fiber before being wound around the liner or the fiber before passing through the resin bath is cooled, the inner layer of the fiber-reinforced resin among the resin-impregnated fibers wound around the liner to produce a fiber-reinforced resin container is used. While increasing the viscosity of the constituent parts by cooling, among the resin-impregnated fibers wound around the liner, by decreasing the viscosity of the part constituting the outer layer of the fiber reinforced resin by non-cooling, the amount of resin impregnation in the inner layer part is increased. On the other hand, the amount of resin impregnation in the outer layer portion can be reduced. For this reason, it is easy to ensure a sufficient amount of resin on the inner layer side even though the resin tends to ooze out from the plurality of fibers from the inner layer side to the outer layer side as the resin-impregnated fiber is wound around the liner. . Further, it is not necessary to excessively increase the outer diameter of the fiber reinforced resin container. As a result, the fatigue durability of the fiber reinforced resin container can be increased without excessively increasing the size of the fiber reinforced resin container.

また、レジンバス内に収容した樹脂の温度を変化させることにより、ライナーに巻き付けた樹脂含浸繊維のうち、内径側部分を構成する繊維に対するレジンバスでの樹脂付着量を、外径側部分を構成する繊維に対するレジンバスでの樹脂付着量よりも多くする構成によっても、ライナーへの樹脂含浸繊維の巻き付けに伴い、内層側から外層側へ複数の繊維間から樹脂が染み出す傾向となるのにもかかわらず、繊維強化樹脂製容器の内層側の樹脂量を十分に確保しやすくできる。また、繊維強化樹脂製容器の外径を過度に大きくする必要がなくなる。この結果、繊維強化樹脂製容器の寸法を過度に大きくすることなく、繊維強化樹脂製容器の疲労耐久性能を高くできる。   Further, by changing the temperature of the resin accommodated in the resin bath, the resin adhering amount in the resin bath with respect to the fibers constituting the inner diameter side portion of the resin impregnated fibers wound around the liner is the fiber constituting the outer diameter side portion. Even if the resin adhesion amount in the resin bath is increased, the resin impregnation tends to ooze from the plurality of fibers from the inner layer side to the outer layer side as the resin-impregnated fiber is wound around the liner. It is easy to secure a sufficient amount of resin on the inner layer side of the fiber reinforced resin container. Further, it is not necessary to excessively increase the outer diameter of the fiber reinforced resin container. As a result, the fatigue durability of the fiber reinforced resin container can be increased without excessively increasing the size of the fiber reinforced resin container.

[第1の発明の実施の形態]
以下において図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において述べる材料、成形条件等は、説明のための例であり、製品の仕様等に合わせ、適当な他の材料、成形条件を採用することができる。例えば、繊維として、カーボン繊維を説明するが、これ以外の適当な強度を有する繊維を使用することもできる。また、樹脂として、熱硬化型エポキシ樹脂を説明するが、これ以外の適当な接合強度を有する樹脂を使用することもできる。また、以下では、繊維強化樹脂容器を高圧ガスタンクとする場合について説明するが、繊維強化樹脂製容器を高圧ガスタンク以外とすることもできる。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The materials, molding conditions, and the like described below are examples for explanation, and other appropriate materials and molding conditions can be adopted in accordance with product specifications and the like. For example, although carbon fiber is demonstrated as a fiber, the fiber which has other suitable intensity | strength can also be used. Moreover, although thermosetting epoxy resin is demonstrated as resin, resin which has other suitable joint strength can also be used. In the following, the case where the fiber reinforced resin container is a high pressure gas tank will be described, but the fiber reinforced resin container may be other than the high pressure gas tank.

図1は、本発明の第1の実施の形態の繊維強化樹脂製容器の製造方法により高圧ガスタンクを製造する繊維強化樹脂製容器製造装置である、タンク製造装置の一部の構成図である。タンク製造装置は、成形部22と、制御部である制御装置23とを備える。なお、図1では、タンク製造装置の構成要素ではないが、成形製品の形状を形作るライナー12も図示している。   FIG. 1 is a partial configuration diagram of a tank manufacturing apparatus, which is a fiber reinforced resin container manufacturing apparatus that manufactures a high-pressure gas tank by the fiber reinforced resin container manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. The tank manufacturing apparatus includes a molding unit 22 and a control device 23 that is a control unit. In FIG. 1, although not a component of the tank manufacturing apparatus, a liner 12 that forms the shape of the molded product is also illustrated.

成形部22は、原材料であるカーボン繊維24をセットし、すなわち巻き付け、送り出しを行う繊維供給部である図示しない供給用ボビンと、供給用ボビンから送り出されたカーボン繊維24に液体状の樹脂を含浸させ、樹脂含浸繊維26として供給するレジンバス28と、レジンバス28通過後の樹脂含浸繊維26を、繊維強化樹脂製容器である高圧ガスタンクの形状を形作るライナー12に巻き付ける巻取り部である、図示しないライナー回転装置と、冷却手段である温度調節装置30とを備える。   The molding unit 22 sets a carbon fiber 24 as a raw material, that is, a supply bobbin (not shown) that is a fiber supply unit that performs winding and feeding, and a carbon fiber 24 fed from the supply bobbin is impregnated with a liquid resin. A resin bath 28 to be supplied as the resin-impregnated fiber 26, and a liner (not shown) that is a winding unit that winds the resin-impregnated fiber 26 after passing through the resin bath 28 around the liner 12 that forms the shape of the high-pressure gas tank that is a fiber-reinforced resin container. A rotating device and a temperature adjusting device 30 as cooling means are provided.

カーボン繊維24は、供給用ボビンからいくつかのローラ等を経由し、ライナー12に巻き付けられ、ライナー12は、ライナー回転装置によりライナー12の長手軸周りに回転駆動される。ここで、ライナー回転装置が、繊維巻取部の機能を有する。したがって、カーボン繊維24は、ライナー12の回転駆動によって張力が与えられ、その張力の下で、樹脂含浸繊維26がライナー12に緊密に巻き付けられることとなる。ライナー回転装置とライナー12とにより、繊維巻取り成形部を構成する。なお、カーボン繊維24に張力を付与するために、供給用ボビン側で張力を付与することもできる。   The carbon fiber 24 is wound around the liner 12 from a supply bobbin via some rollers and the like, and the liner 12 is rotationally driven around the longitudinal axis of the liner 12 by a liner rotating device. Here, the liner rotating device has a function of a fiber winding unit. Accordingly, the carbon fiber 24 is tensioned by the rotational drive of the liner 12, and the resin-impregnated fiber 26 is tightly wound around the liner 12 under the tension. The liner rotating device and the liner 12 constitute a fiber winding forming unit. In order to apply tension to the carbon fiber 24, tension can be applied on the supply bobbin side.

原材料であるカーボン繊維24は、有機高分子繊維を約3000℃の高温で焼成したものからなり、その焼成したものを例えば24000本程度まっすぐに揃えた状態で集め、バインダ樹脂で軽く接着し、厚さ約200μm、幅3mmから10mm程度の扁平な繊維束としたものを用いることができる。   The carbon fiber 24 which is a raw material is made by firing organic polymer fibers at a high temperature of about 3000 ° C., and the fired materials are collected in a state where, for example, about 24000 pieces are straightened and lightly bonded with a binder resin. A flat fiber bundle having a length of about 200 μm and a width of about 3 mm to 10 mm can be used.

レジンバス28は、このようなカーボン繊維24に液体状の樹脂を含浸させる機能を有し、液体状の熱硬化型エポキシ樹脂(以下、単に「エポキシ樹脂」とする。)を満たしたレジン槽32と、レジン槽32に一部が浸かっている樹脂掻い出しローラ34と、その前後に配置される前ローラ36および後ローラ38とを備える。   The resin bath 28 has a function of impregnating such a carbon fiber 24 with a liquid resin, and a resin tank 32 filled with a liquid thermosetting epoxy resin (hereinafter simply referred to as “epoxy resin”). , A resin scraping roller 34 partially immersed in the resin tank 32, and a front roller 36 and a rear roller 38 disposed before and after the resin scraping roller 34.

カーボン繊維24は、前ローラ36の下側外周と、樹脂掻い出しローラ34の上側外周と、後ローラ38の下側外周とに沿って張られ、レジンバス28から後ローラ38側に引き出される。樹脂掻い出しローラ34は、回転することで、レジン槽32から液体状のエポキシ樹脂を外周に付着させ、その上側をカーボン繊維24が通過することでそのカーボン繊維24に樹脂が付着し、含浸する。   The carbon fibers 24 are stretched along the lower outer periphery of the front roller 36, the upper outer periphery of the resin scraping roller 34, and the lower outer periphery of the rear roller 38, and are drawn out from the resin bath 28 to the rear roller 38 side. The resin scraping roller 34 rotates to attach a liquid epoxy resin from the resin tank 32 to the outer periphery, and when the carbon fiber 24 passes through the upper side, the resin adheres to and impregnates the carbon fiber 24. .

また、レジン槽32は図示しないヒータを備えており、エポキシ樹脂は例えば40℃から50℃の範囲で加熱されて液体状となる。液体状のエポキシ樹脂はその温度を制御することで粘度管理が行われる。図示しない樹脂温度センサによりレジン槽32内の樹脂温度を測定可能としている。   The resin tank 32 includes a heater (not shown), and the epoxy resin is heated in a range of 40 ° C. to 50 ° C., for example, to become a liquid state. The viscosity of the liquid epoxy resin is controlled by controlling its temperature. The resin temperature in the resin tank 32 can be measured by a resin temperature sensor (not shown).

レジンバス28から引き出された、レジンバス28通過後、ライナー12に巻き付ける前の樹脂含浸繊維26は、温度調節装置30に設けた孔部等の繊維通過部(図示せず)を通過させることにより、その温度を低下または上昇させることを可能としている。温度調節装置30は、加熱装置の機能も備えた冷却装置であり、レジンバス28とライナー12との間に配置している。例えば、温度調節装置30は、内部に水等の液体または気体等の流体を循環させ、その流体を冷却部または加熱部により温度低下または温度上昇させる構成とすることができる。また、温度調節装置30は、制御装置23から制御信号が入力されることにより、その繊維通過部内側の温度調節を可能としている。制御装置23は、温度調節装置制御手段を有し、温度調節装置制御手段には例えばライナー12の回転数を表す信号を入力可能としている。温度調節装置制御手段は、ライナー12の回転数から、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26の巻き層数、すなわち積層数を求め、積層数が所定値以下では温度調節装置30の繊維通過部内の温度を低下させ、積層数が所定値を超えると、温度調節装置30の繊維通過部内の温度を、積層数が所定値以下の場合よりも上昇させる機能を有する。   The resin-impregnated fiber 26 drawn out from the resin bath 28 and after passing through the resin bath 28 and before being wound around the liner 12 passes through a fiber passage portion (not shown) such as a hole provided in the temperature control device 30 to pass through the resin-impregnated fiber 26. The temperature can be lowered or raised. The temperature control device 30 is a cooling device that also has a function of a heating device, and is disposed between the resin bath 28 and the liner 12. For example, the temperature control device 30 can be configured to circulate a fluid such as water or a fluid such as a gas inside and reduce the temperature or increase the temperature of the fluid by a cooling unit or a heating unit. Further, the temperature adjusting device 30 is capable of adjusting the temperature inside the fiber passage portion when a control signal is input from the control device 23. The control device 23 has a temperature control device control means, and for example, a signal indicating the rotation speed of the liner 12 can be input to the temperature control device control means. The temperature control device control means obtains the number of winding layers of the resin-impregnated fiber 26 wound around the liner 12, that is, the number of layers, from the number of rotations of the liner 12, and if the number of layers is equal to or less than a predetermined value, When the temperature is lowered and the number of laminations exceeds a predetermined value, the temperature in the fiber passage portion of the temperature control device 30 is increased more than when the number of laminations is equal to or less than the predetermined value.

また、温度調節装置制御手段により、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26の積層数が多くなるのにしたがって、温度調節装置30の繊維通過部内の温度を徐々に上昇させるようにすることもできる。図2は、このように積層数の増大にしたがって温度調節装置30の温度を徐々に上昇させる制御を行う場合の、温度調節装置30の温度と、樹脂含浸繊維26の積層数との関係の1例を示す図である。本実施の形態は、このように、樹脂含浸繊維26(図1)の積層数が多くなる、すなわち、高圧ガスタンクの内層側から外層側に向かうほど、徐々に温度調節装置30(図1)の温度が高くなるように制御することもできる。   Further, the temperature in the fiber passage portion of the temperature adjusting device 30 can be gradually increased as the number of the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12 increases by the temperature adjusting device control means. FIG. 2 shows 1 of the relationship between the temperature of the temperature control device 30 and the number of layers of the resin-impregnated fibers 26 when the control of gradually increasing the temperature of the temperature control device 30 according to the increase in the number of layers is performed. It is a figure which shows an example. In this embodiment, the number of the resin-impregnated fibers 26 (FIG. 1) is increased, that is, the temperature control device 30 (FIG. 1) is gradually increased from the inner layer side to the outer layer side of the high-pressure gas tank. It can also be controlled to increase the temperature.

図1に戻り、温度調節装置30を通過した樹脂含浸繊維26は、図示しない案内部によりライナー12に巻き付けやすいように案内される。案内部は、例えばライナー12の外形に沿って移動させる移動機構を備え、移動機構は、ライナー12の回転に伴って案内部を、ライナー12の長手軸方向とライナー12の幅方向である図1の表裏方向とに移動させるようにする。   Returning to FIG. 1, the resin-impregnated fiber 26 that has passed through the temperature control device 30 is guided so as to be easily wound around the liner 12 by a guide portion (not shown). The guide unit includes a moving mechanism that moves, for example, along the outer shape of the liner 12. The moving mechanism moves the guide unit in the longitudinal direction of the liner 12 and the width direction of the liner 12 as the liner 12 rotates. Move in the front and back direction.

ライナー12は、成形製品の形状を形作る芯材となるもので、例えば高圧ガスタンクを成形する場合は、タンクの内径に対応する筒である。筒の材質は例えば硬質樹脂を用いることができる。筒の直径は、例えば30cm程度で、その肉厚は数mm程度のものを用いることができる。ライナー12は、ライナー回転装置に長手軸を中心とする回転可能に支持され、回転駆動機構によって長手軸周りに回転される。樹脂含浸繊維26は、ライナー12が回転駆動されることで、ライナー12外周に巻き取られる。ライナー12に巻き取られる量は、ライナー12の外周上の厚さにして数mmから10数mm程度である。エポキシ樹脂が含浸された樹脂含浸繊維26が所定巻き数でライナー12に巻き付けられ、製品の形状が形作られると、その後硬化処理が行われ、エポキシ樹脂が硬化して、繊維強化樹脂製容器である高圧ガスタンクが成形される。   The liner 12 is a core material that shapes the shape of the molded product. For example, when a high-pressure gas tank is molded, the liner 12 is a cylinder corresponding to the inner diameter of the tank. For example, a hard resin can be used as the material of the cylinder. The diameter of the cylinder is, for example, about 30 cm, and the thickness thereof can be about several mm. The liner 12 is rotatably supported around the longitudinal axis by the liner rotating device, and is rotated around the longitudinal axis by a rotational drive mechanism. The resin-impregnated fiber 26 is wound around the outer periphery of the liner 12 when the liner 12 is driven to rotate. The amount wound around the liner 12 is about several to ten and several millimeters as the thickness on the outer periphery of the liner 12. When the resin-impregnated fiber 26 impregnated with the epoxy resin is wound around the liner 12 with a predetermined number of turns and the shape of the product is formed, a curing process is performed thereafter, the epoxy resin is cured, and the container is made of fiber reinforced resin. A high pressure gas tank is formed.

このようなタンク製造装置を用いて高圧ガスタンクを製造する方法は、供給用ボビンから送り出したカーボン繊維24に、レジンバス28で樹脂を含浸させることによりレジンバス28から樹脂含浸繊維26を供給し、樹脂含浸繊維26を製品の形状を形作るライナー12に巻き付けることにより高圧ガスタンクを成形する。また、ライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の内層を構成する部分を温度調節装置30で冷却し、ライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の外層を構成する部分を温度調節装置30で冷却しないようにする。例えば、内層を構成する樹脂含浸繊維26を、温度低下させた温度調節装置30に通過させることにより温度低下させ、外層を構成する樹脂含浸繊維26を、温度上昇させた温度調節装置30に通過させることにより温度上昇させる。これにより、温度調節装置30通過後の樹脂含浸繊維26の粘度を、温度調節装置30通過前の樹脂含浸繊維26の粘度よりも上昇させる。   A method of manufacturing a high-pressure gas tank using such a tank manufacturing apparatus supplies resin impregnated fibers 26 from the resin bath 28 by impregnating the carbon fibers 24 delivered from the supply bobbin with the resin bath 28, thereby impregnating the resin. A high pressure gas tank is formed by wrapping the fibers 26 around the liner 12 that forms the shape of the product. Further, among the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12, the portion constituting the inner layer of the fiber reinforced resin is cooled by the temperature adjusting device 30, and among the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12, the outer layer of the fiber reinforced resin is constituted. The part is not cooled by the temperature control device 30. For example, the temperature of the resin-impregnated fiber 26 constituting the inner layer is lowered by passing the resin-impregnated fiber 26 constituting the inner layer through the temperature-adjusted device 30 with the temperature lowered, and the resin-impregnated fiber 26 constituting the outer layer is passed through the temperature-regulated device 30 with the increased temperature. To increase the temperature. Thereby, the viscosity of the resin-impregnated fiber 26 after passing through the temperature control device 30 is made higher than the viscosity of the resin-impregnated fiber 26 before passing through the temperature control device 30.

このような本実施の形態の繊維強化樹脂製容器の製造方法および繊維強化樹脂製容器製造装置によれば、レジンバス28を通過後の樹脂含浸繊維26を、温度調節装置30で冷却することにより、温度調節装置30通過後の樹脂含浸繊維26の粘度を、温度調節装置30通過前の樹脂含浸繊維26の粘度よりも上昇させる。このため、高圧ガスタンクの寸法を過度に大きくすることなく高圧ガスタンクの疲労耐久性能を高くできる。すなわち、高圧ガスタンクを製造すべくライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の内層を構成する部分の粘度を冷却により上昇させるとともに、ライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の外層を構成する部分の粘度を非冷却により低下させる。これにより、内層部分の樹脂含浸量を多くする一方、外層部分の樹脂含浸量を少なくすることができる。したがって、ライナー12への樹脂含浸繊維26の巻き付けに伴い、内層側から外層側へ複数の繊維間から樹脂が染み出す傾向となるのにもかかわらず、内層側の樹脂量を十分に確保しやすくできる。また、高圧ガスタンクの外径を過度に大きくする必要がなくなる。この結果、高圧ガスタンクの寸法を過度に大きくすることなく、高圧ガスタンクの疲労耐久性能を高くできる。   According to such a fiber reinforced resin container manufacturing method and fiber reinforced resin container manufacturing apparatus of the present embodiment, the resin-impregnated fiber 26 after passing through the resin bath 28 is cooled by the temperature adjusting device 30. The viscosity of the resin-impregnated fiber 26 after passing through the temperature control device 30 is made higher than the viscosity of the resin-impregnated fiber 26 before passing through the temperature control device 30. For this reason, the fatigue endurance performance of the high-pressure gas tank can be enhanced without excessively increasing the size of the high-pressure gas tank. That is, among the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12 to produce a high-pressure gas tank, the viscosity of the portion constituting the inner layer of the fiber-reinforced resin is increased by cooling, and among the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12, the fiber-reinforced fibers The viscosity of the part constituting the outer layer of the resin is lowered by non-cooling. Thereby, while increasing the resin impregnation amount of the inner layer portion, the resin impregnation amount of the outer layer portion can be decreased. Therefore, it is easy to ensure a sufficient amount of resin on the inner layer side even though the resin tends to ooze out from between the plurality of fibers from the inner layer side to the outer layer side as the resin-impregnated fiber 26 is wound around the liner 12. it can. Further, it is not necessary to excessively increase the outer diameter of the high pressure gas tank. As a result, the fatigue durability of the high pressure gas tank can be enhanced without excessively increasing the size of the high pressure gas tank.

また、従来からタンクを、70MPa等の高圧で耐え得るようにするため、タンクの板厚を厚くすることが考えられているが、自動車の狭い空間に設置する等の制約がある場合には、板厚を薄くすることが望まれる。本実施の形態によれば、高圧ガスタンクの内層を構成する樹脂含浸繊維26を冷却し、低Vf、すなわち繊維体積含有率を低くすることにより、樹脂含浸量を多くするとともに、外層を構成する樹脂含浸繊維26を加熱、すなわち温度上昇させ、積極的に高Vf、すなわち繊維体積含有率を高くすることにより、高圧ガスタンクの疲労耐久性能を十分に確保しつつ、高圧ガスタンクの板厚をより薄くして外径をより小さくすることもできる。   In addition, in order to be able to withstand the tank at a high pressure such as 70 MPa conventionally, it has been considered to increase the thickness of the tank, but when there is a restriction such as installation in a narrow space of an automobile, It is desirable to reduce the plate thickness. According to the present embodiment, the resin-impregnated fibers 26 constituting the inner layer of the high-pressure gas tank are cooled, and the resin impregnation amount is increased and the resin constituting the outer layer is reduced by reducing the low Vf, that is, the fiber volume content. The impregnated fiber 26 is heated, that is, the temperature is increased, and the high Vf, that is, the fiber volume content is positively increased, so that the fatigue thickness of the high-pressure gas tank is sufficiently secured and the plate thickness of the high-pressure gas tank is further reduced. Thus, the outer diameter can be made smaller.

[第2の発明の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態の繊維強化樹脂製容器製造装置である、タンク製造装置の一部の構成図である。本実施の形態では、上記の第1の実施の形態において、温度調節装置30を省略するとともに、レジンバス28に設ける後ローラ38(図1参照)の代わりに、冷却と加熱とが可能な温調ガイドローラ40を設けている。温調ガイドローラ40は、中心軸周りの回転を可能としており、樹脂含浸繊維26を温調ガイドローラ40に通過させることにより、樹脂含浸繊維26の温度を低下または上昇させることを可能としている。例えば、温調ガイドローラ40は、内部に水等の液体または気体等の流体を循環させ、その流体を冷却部または加熱部により温度低下または温度上昇させる構成とすることができる。なお、温調ガイドローラ40は回転しない構造とすることもでき、その場合には、温度調節された温調ガイドローラ40周面に樹脂含浸繊維26が滑りながら通過する状態となる。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a partial configuration diagram of a tank manufacturing apparatus, which is a fiber-reinforced resin container manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the temperature adjustment device 30 is omitted in the first embodiment described above, and the temperature control capable of cooling and heating is used instead of the rear roller 38 (see FIG. 1) provided in the resin bath 28. A guide roller 40 is provided. The temperature control guide roller 40 can rotate around the central axis, and the temperature of the resin impregnated fiber 26 can be decreased or increased by passing the resin impregnated fiber 26 through the temperature control guide roller 40. For example, the temperature control guide roller 40 can be configured to circulate a fluid such as water or a fluid such as gas in the inside and lower the temperature or increase the temperature of the fluid by a cooling unit or a heating unit. The temperature control guide roller 40 may be configured not to rotate. In this case, the resin-impregnated fiber 26 passes through the peripheral surface of the temperature control guide roller 40 adjusted in temperature.

また、本実施の形態の繊維強化樹脂製容器の製造方法は、図示しない供給用ボビンから送り出したカーボン繊維24に、レジンバス28でエポキシ樹脂を含浸させることにより樹脂含浸繊維26とするとともに、ライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の内層を構成する部分が温調ガイドローラ40を通過する場合に、温調ガイドローラ40を温度低下させることにより冷却する。また、ライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の外層を構成する部分が温調ガイドローラ40を通過する場合に、温調ガイドローラ40を温度上昇させることにより加熱する。これにより、温調ガイドローラ40通過後の樹脂含浸繊維26の粘度を、温調ガイドローラ40通過前の樹脂含浸繊維26の粘度よりも上昇させる。本実施の形態の場合は、温調ガイドローラ40が冷却手段となる。   Further, in the manufacturing method of the fiber-reinforced resin container according to the present embodiment, the carbon fiber 24 delivered from a supply bobbin (not shown) is impregnated with an epoxy resin by the resin bath 28 to obtain the resin-impregnated fiber 26 and the liner 12. When the portion constituting the inner layer of the fiber reinforced resin passes through the temperature control guide roller 40 among the resin-impregnated fibers 26 wound around, the temperature control guide roller 40 is cooled by lowering the temperature. Moreover, when the part which comprises the outer layer of fiber reinforced resin among the resin impregnation fiber 26 wound around the liner 12 passes the temperature control guide roller 40, it heats by raising the temperature control guide roller 40. As a result, the viscosity of the resin-impregnated fiber 26 after passing through the temperature control guide roller 40 is made higher than the viscosity of the resin-impregnated fiber 26 before passing through the temperature control guide roller 40. In the case of the present embodiment, the temperature adjustment guide roller 40 serves as a cooling means.

温調ガイドローラ40の温度は、制御装置23が有する温調ガイドローラ温度制御手段により制御する。温調ガイドローラ温度制御手段には、例えばライナー12の回転数を表す信号を入力可能としている。温調ガイドローラ温度制御手段は、ライナー12の回転数から、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26の巻き層数、すなわち積層数を求め、積層数が所定値以下では温調ガイドローラ40の温度を低下させ、積層数が所定値を超えると、温調ガイドローラ40の温度を、積層数が所定値以下の場合よりも上昇させる機能を有する。   The temperature of the temperature control guide roller 40 is controlled by temperature control guide roller temperature control means included in the control device 23. For example, a signal indicating the rotation speed of the liner 12 can be input to the temperature control guide roller temperature control means. The temperature control guide roller temperature control means obtains the number of wound layers of the resin-impregnated fiber 26 wound around the liner 12, that is, the number of layers, from the number of rotations of the liner 12, and the temperature of the temperature control guide roller 40 when the number of layers is equal to or less than a predetermined value. When the number of layers exceeds a predetermined value, the temperature control guide roller 40 has a function of increasing the temperature of the temperature control guide roller 40 as compared with the case where the number of layers is not more than a predetermined value.

また、上記の図2に示した場合において、温度調節装置の温度を温調ガイドローラ40の温度に変えた場合と同様に、温調ガイドローラ温度制御手段により、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26の積層数が多くなるのにしたがって、温調ガイドローラ40の温度を徐々に上昇させるようにすることもできる。   Further, in the case shown in FIG. 2, the resin-impregnated fiber wound around the liner 12 by the temperature control guide roller temperature control means, similarly to the case where the temperature of the temperature control device is changed to the temperature of the temperature control guide roller 40. As the number of layers 26 increases, the temperature of the temperature control guide roller 40 can be gradually increased.

このような本実施の形態の場合も、高圧ガスタンクを製造すべくライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の内層を構成する部分の粘度を冷却により上昇させるとともに、ライナー12に巻き付ける樹脂含浸繊維26のうち、繊維強化樹脂の外層を構成する部分の粘度を非冷却により低下させることにより、内層部分の樹脂含浸量を多くする一方、外層部分の樹脂含浸量を少なくすることができる。このため、高圧ガスタンクの寸法を過度に大きくすることなく高圧ガスタンクの疲労耐久性能を高くできる。その他の構成および作用については、上記の第1の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。   In the case of this embodiment as well, the viscosity of the portion constituting the inner layer of the fiber reinforced resin among the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12 in order to produce a high-pressure gas tank is increased by cooling and wound around the liner 12. Of the resin-impregnated fibers 26, by reducing the viscosity of the portion constituting the outer layer of the fiber reinforced resin by non-cooling, the amount of resin impregnation in the inner layer portion can be increased while the amount of resin impregnation in the outer layer portion can be decreased. . For this reason, the fatigue endurance performance of the high-pressure gas tank can be enhanced without excessively increasing the size of the high-pressure gas tank. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.

[第3の発明の実施の形態]
図4は、本発明の第3の実施の形態の繊維強化樹脂製容器製造装置である、タンク製造装置の一部の構成図である。本実施の形態では、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、温度調節装置30を、カーボン繊維24を巻き付けた供給用ボビン42と、レジンバス28との間に配置し、カーボン繊維24を温度調節装置30に通過させることにより、レジンバス28を通過する前のカーボン繊維24を温度低下させるか、または温度上昇させることを可能としている。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a partial configuration diagram of a tank manufacturing apparatus that is a fiber-reinforced resin container manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 2, the temperature adjusting device 30 is disposed between the supply bobbin 42 around which the carbon fiber 24 is wound and the resin bath 28. By passing the carbon fiber 24 through the temperature adjusting device 30, the temperature of the carbon fiber 24 before passing through the resin bath 28 can be lowered or increased.

また、本実施の形態の繊維強化樹脂製容器の製造方法は、供給用ボビン42から送り出したカーボン繊維24のうち、繊維強化樹脂の内層を構成する部分を温度調節装置30で冷却し、繊維強化樹脂の外層を構成する部分を温度調節装置30で冷却しないようにする。例えば、内層を構成するカーボン繊維24を、温度低下させた温度調節装置30に通過させることにより温度低下させ、外層を構成するカーボン繊維24を、温度上昇させた温度調節装置30に通過させることにより温度上昇させる。これにより、レジンバス28通過後の樹脂含浸繊維26の粘度を、温度調節装置30で冷却しないと仮定した場合の樹脂含浸繊維26の粘度よりも上昇させる。   Further, in the manufacturing method of the fiber reinforced resin container according to the present embodiment, the portion of the carbon fiber 24 sent out from the supply bobbin 42 that forms the inner layer of the fiber reinforced resin is cooled by the temperature control device 30, and fiber reinforced The portion constituting the outer layer of the resin is not cooled by the temperature control device 30. For example, the temperature of the carbon fiber 24 constituting the inner layer is lowered by passing it through the temperature adjusting device 30 with the temperature lowered, and the carbon fiber 24 constituting the outer layer is passed through the temperature adjusting device 30 with the raised temperature. Increase temperature. Thereby, the viscosity of the resin-impregnated fiber 26 after passing through the resin bath 28 is made higher than the viscosity of the resin-impregnated fiber 26 when it is assumed that the resin is not cooled by the temperature adjusting device 30.

本実施の形態では、レジンバス28通過前のカーボン繊維24の温度を調節し、このカーボン繊維24の温度により付着するエポキシ樹脂の粘度を調節することが可能となるため、レジンバス28において、ヒータ等の温度を調節する構造を省略することもできる。その他の構成および作用については、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。   In the present embodiment, the temperature of the carbon fiber 24 before passing through the resin bus 28 can be adjusted, and the viscosity of the epoxy resin adhered can be adjusted by the temperature of the carbon fiber 24. The structure for adjusting the temperature can be omitted. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 2 described above, the same reference numerals are given to the same parts, and redundant description is omitted.

[第4の発明の実施の形態]
図5から図8は、本発明の第4の実施の形態を示している。図5は、本実施の形態の繊維強化樹脂製容器製造装置である、タンク製造装置において、レジンバス28部分を示す略断面図である。図6は、レジン槽32の温度調節構造を含む図5の拡大図である。本実施の形態では、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、温度調節装置30(図1参照)を省略するとともに、レジンバス28のレジン槽32内に一部を進入させたヒータ44の温度を、制御部である制御装置23により制御可能としている。
[Fourth Embodiment]
5 to 8 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the resin bus 28 portion in the tank manufacturing apparatus which is the fiber-reinforced resin container manufacturing apparatus of the present embodiment. FIG. 6 is an enlarged view of FIG. 5 including the temperature adjustment structure of the resin tank 32. In the present embodiment, in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the temperature adjusting device 30 (see FIG. 1) is omitted and a part of the resin bath 28 enters the resin tank 32. The temperature of the heater 44 thus made can be controlled by the control device 23 which is a control unit.

ヒータ44は、レジンバス28に設けた温度調節部であり、レジン槽32内に収容したエポキシ樹脂46の温度を調節可能としている。また、制御装置23は、ヒータ44の温度を制御するヒータ制御手段を有し、ヒータ制御手段には例えばライナー12(図1参照)の回転数を表す信号を入力可能としている。ヒータ制御手段は、ライナー12の回転数から、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26の巻き層数、すなわち積層数を求め、積層数が多くなるのにしたがって、ヒータ44の温度を徐々に上昇させるようにする。ヒータ44の温度が上昇するほど、レジン槽32中のエポキシ樹脂46の温度は上昇するため、レジン槽32中のエポキシ樹脂46の粘度が低くなる。   The heater 44 is a temperature adjustment unit provided in the resin bath 28, and can adjust the temperature of the epoxy resin 46 accommodated in the resin tank 32. Further, the control device 23 has a heater control means for controlling the temperature of the heater 44, and for example, a signal indicating the rotation speed of the liner 12 (see FIG. 1) can be input to the heater control means. The heater control means obtains the number of wound layers of the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12, that is, the number of layers, from the number of rotations of the liner 12, and gradually increases the temperature of the heater 44 as the number of layers increases. Like that. As the temperature of the heater 44 increases, the temperature of the epoxy resin 46 in the resin tank 32 increases, so that the viscosity of the epoxy resin 46 in the resin tank 32 decreases.

図7は、レジン槽32中のエポキシ樹脂46の温度と粘度との関係の1例を示している。図7に示すように、レジン槽32中の樹脂粘度は、樹脂温度が低くなるほど上昇し、樹脂温度が高くなるほど低下する。本実施の形態は、このような関係を利用したもので、ヒータ制御手段は、ライナー12の周囲の、樹脂含浸繊維26の積層数が多くなるのにしたがって、レジン槽32中の樹脂温度を直線的に上昇させるように、ヒータ44を制御している。   FIG. 7 shows an example of the relationship between the temperature and the viscosity of the epoxy resin 46 in the resin tank 32. As shown in FIG. 7, the resin viscosity in the resin tank 32 increases as the resin temperature decreases, and decreases as the resin temperature increases. The present embodiment utilizes such a relationship, and the heater control means linearizes the resin temperature in the resin tank 32 as the number of the resin-impregnated fibers 26 around the liner 12 increases. Therefore, the heater 44 is controlled so as to be raised.

図8は、本実施の形態において、ライナー12周囲の樹脂含浸繊維26の積層数と、レジン槽32中のエポキシ樹脂46の温度および樹脂含浸繊維26の樹脂付着量との関係を示している。図8において、破線aは、ライナー12周囲の樹脂含浸繊維26の積層数とレジン槽32中の樹脂温度との関係を表しており、実線bは、ライナー12周囲の樹脂含浸繊維26の積層数と樹脂含浸繊維26の樹脂付着量との関係を表している。図8に破線aで示すように、ヒータ制御手段は、ライナー12への樹脂含浸繊維26の巻き始めに対応する、ライナー12周囲の樹脂含浸繊維26の積層数が少ない、すなわち、繊維強化樹脂の内層を構成するカーボン繊維24がレジンバス28の掻い出しローラ34上を通過する場合に、ヒータ44の温度を低下させ、レジン槽32中の樹脂温度を低くすることにより、樹脂粘度を上昇させるようにしている。   FIG. 8 shows the relationship between the number of laminated resin-impregnated fibers 26 around the liner 12, the temperature of the epoxy resin 46 in the resin tank 32, and the resin adhesion amount of the resin-impregnated fibers 26 in the present embodiment. In FIG. 8, the broken line a represents the relationship between the number of laminated resin-impregnated fibers 26 around the liner 12 and the resin temperature in the resin tank 32, and the solid line b represents the number of laminated resin-impregnated fibers 26 around the liner 12. And the resin adhesion amount of the resin-impregnated fiber 26. As shown by a broken line a in FIG. 8, the heater control means has a small number of laminated resin-impregnated fibers 26 around the liner 12 corresponding to the start of winding of the resin-impregnated fibers 26 around the liner 12, that is, the fiber reinforced resin. When the carbon fiber 24 constituting the inner layer passes over the scraping roller 34 of the resin bath 28, the temperature of the heater 44 is lowered, and the resin temperature in the resin tank 32 is lowered, thereby increasing the resin viscosity. ing.

また、ヒータ制御手段は、ライナー12周囲の樹脂含浸繊維26の積層数が多くなることに対応して、カーボン繊維24を掻い出しローラ34上に通過させる時間の経過にしたがって、ヒータ44の温度を徐々に上昇させることにより、樹脂温度を徐々に高くして樹脂粘度が徐々に低くなるようにしている。すなわち、樹脂含浸繊維26のうち、ライナー12に先に巻き付ける部分の温度を、樹脂含浸繊維26のうち、ライナー12に後に巻き付ける部分の温度よりも低くすることを可能としている。この結果、図8に実線bで示すように、樹脂含浸繊維26の樹脂付着量を、ライナー12周囲の樹脂含浸繊維26の積層数に対応して変化させることができる。すなわち、樹脂含浸繊維26の積層数が少ない場合に樹脂付着量を多くして、樹脂含浸繊維26の積層数が多い場合に樹脂付着量を少なくすることができる。このように、本実施の形態の繊維強化樹脂製容器の製造方法は、レジンバス28内に収容したエポキシ樹脂46の温度を変化させることにより、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26のうち、内径側部分を構成するカーボン繊維24に対するレジンバス28での樹脂付着量を、外径側部分を構成するカーボン繊維24に対するレジンバス28での樹脂付着量よりも多くする。また、ヒータ制御手段は、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26のうち、内径側部分を構成するカーボン繊維24がレジンバス28を通過する場合のヒータ44の温度を、樹脂含浸繊維26のうち、外径側部分を構成するカーボン繊維24がレジンバス28を通過する場合のヒータ44の温度よりも低くさせる。   Further, the heater control means adjusts the temperature of the heater 44 as time passes for passing the carbon fiber 24 onto the scraping roller 34 in response to the increase in the number of laminated resin-impregnated fibers 26 around the liner 12. By gradually increasing the resin temperature, the resin temperature is gradually increased so that the resin viscosity gradually decreases. In other words, the temperature of the portion of the resin-impregnated fiber 26 wound around the liner 12 first can be made lower than the temperature of the portion of the resin-impregnated fiber 26 wound around the liner 12 later. As a result, as indicated by a solid line b in FIG. 8, the resin adhesion amount of the resin-impregnated fiber 26 can be changed according to the number of the resin-impregnated fibers 26 around the liner 12. That is, the resin adhesion amount can be increased when the number of the resin-impregnated fibers 26 is small, and the resin adhesion amount can be decreased when the number of the resin-impregnated fibers 26 is large. As described above, the manufacturing method of the fiber-reinforced resin container according to the present embodiment changes the temperature of the epoxy resin 46 accommodated in the resin bath 28 to change the inner diameter side of the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12. The resin adhesion amount on the resin bus 28 with respect to the carbon fibers 24 constituting the portion is made larger than the resin adhesion amount on the resin bus 28 with respect to the carbon fibers 24 constituting the outer diameter side portion. The heater control means also sets the temperature of the heater 44 when the carbon fibers 24 constituting the inner diameter side of the resin-impregnated fibers 26 wound around the liner 12 pass through the resin bath 28, and sets the temperature of the heater 44 outside the resin-impregnated fibers 26. The temperature of the heater 44 when the carbon fiber 24 constituting the diameter side portion passes through the resin bus 28 is made lower.

また、図5、図6に戻って、レジンバス28には、樹脂掻い出しローラ34に付着する樹脂量を調整するスクレーパー48を設けている。スクレーパー48は、樹脂掻い出しローラ34の外周との間に所定の間隔の隙間ができるように配置されるブレード状の樹脂量調整板である。その配置位置は、レジン槽32中のエポキシ樹脂46の液面上方で、カーボン繊維24が樹脂掻い出しローラ34の上側外周に接触する位置よりも下方の位置とする。スクレーパー48は、ブレード部分を樹脂掻い出しローラ34の外周面に向けて、この外周面との間の隙間が樹脂掻い出しローラ34の幅方向に亘り一様になるように設定しており、この隙間は、制御装置23により制御される図示しないスクレーパー移動機構により調整可能としている。スクレーパー48のブレード部分は、スクレーパー移動機構により、図5、図6の矢印αで示す方向に移動可能としている。このようにスクレーパー48とスクレーパー移動機構とを備える本実施の形態は、上記のようにヒータ44とヒータ制御手段により樹脂温度を調節可能とすることと相まって、樹脂含浸繊維26の樹脂付着量を、より精度よく調節することが可能となる。   5 and 6, the resin bus 28 is provided with a scraper 48 that adjusts the amount of resin adhering to the resin scraping roller 34. The scraper 48 is a blade-shaped resin amount adjusting plate disposed so as to have a predetermined gap between the outer periphery of the resin scraping roller 34. The arrangement position is above the liquid level of the epoxy resin 46 in the resin tank 32 and below the position where the carbon fiber 24 contacts the upper outer periphery of the resin scraping roller 34. The scraper 48 is set so that the blade portion faces the outer peripheral surface of the resin scraping roller 34, and the gap between the scraper 48 and the outer peripheral surface is uniform in the width direction of the resin scraping roller 34. The gap can be adjusted by a scraper moving mechanism (not shown) controlled by the control device 23. The blade portion of the scraper 48 can be moved in a direction indicated by an arrow α in FIGS. 5 and 6 by a scraper moving mechanism. Thus, this embodiment provided with the scraper 48 and the scraper moving mechanism is coupled with the resin temperature adjustable by the heater 44 and the heater control means as described above, and the resin adhesion amount of the resin-impregnated fiber 26 is It becomes possible to adjust more accurately.

このような本実施の形態の繊維強化樹脂製容器の製造方法および繊維強化樹脂製容器製造装置によれば、レジンバス28内に収容したエポキシ樹脂46の温度を変化させることにより、ライナー12に巻き付けた樹脂含浸繊維26のうち、内径側部分を構成するカーボン繊維24に対するレジンバス28での樹脂付着量を、外径側部分を構成するカーボン繊維24に対するレジンバス28での樹脂付着量よりも多くする。このため、ライナー12への樹脂含浸繊維26の巻き付けに伴い、内層側から外層側へ複数の繊維間から樹脂が染み出す傾向となるのにもかかわらず、高圧ガスタンクの内層側の樹脂量を十分に確保しやすくできる。また、高圧ガスタンクの外径を過度に大きくする必要がなくなる。すなわち、ライナー12(図1参照)周囲の繊維強化樹脂の内層での繊維体積含有率をVfiとし、同じく繊維強化樹脂の外層での繊維体積含有率をVfoとすると、Vfi<Vfoとすることができる。この結果、高圧ガスタンクの寸法を過度に大きくすることなく、高圧ガスタンクの疲労耐久性能を高くできる。   According to such a method for manufacturing a fiber reinforced resin container and a fiber reinforced resin container manufacturing apparatus of the present embodiment, the temperature of the epoxy resin 46 accommodated in the resin bath 28 is changed to be wound around the liner 12. Of the resin-impregnated fibers 26, the resin adhesion amount on the resin bus 28 with respect to the carbon fibers 24 constituting the inner diameter side portion is made larger than the resin adhesion amount on the resin bus 28 with respect to the carbon fibers 24 constituting the outer diameter side portion. For this reason, with the winding of the resin-impregnated fiber 26 around the liner 12, the resin amount on the inner layer side of the high-pressure gas tank is sufficient even though the resin tends to ooze out from between the plurality of fibers from the inner layer side to the outer layer side. It can be easily secured. Further, it is not necessary to excessively increase the outer diameter of the high pressure gas tank. That is, if the fiber volume content in the inner layer of the fiber reinforced resin around the liner 12 (see FIG. 1) is Vfi, and the fiber volume content in the outer layer of the fiber reinforced resin is Vfo, Vfi <Vfo. it can. As a result, the fatigue durability of the high pressure gas tank can be enhanced without excessively increasing the size of the high pressure gas tank.

また、高圧ガスタンクの内層の繊維体積含有率であるVfは、高圧ガスタンクの胴部となる部分だけでなく、高圧ガスタンクの軸方向端部に設けるドーム部となる部分でも低く抑えることにより、全体における内層での樹脂付着量を十分に多くできる。なお、本実施の形態で、スクレーパー48とスクレーパー移動機構とを省略することもできる。その他の構成および作用については、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示および説明を省略する。   In addition, the fiber volume content Vf of the inner layer of the high-pressure gas tank is suppressed not only in the portion that becomes the body portion of the high-pressure gas tank but also in the portion that becomes the dome portion provided at the axial end portion of the high-pressure gas tank. A sufficient amount of resin can be adhered to the inner layer. In the present embodiment, the scraper 48 and the scraper moving mechanism can be omitted. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 2 described above, the same parts are denoted by the same reference numerals, and overlapping illustrations and descriptions are omitted.

なお、上記の各実施の形態では、供給用ボビン42(図4参照)から送り出した1本の繊維束のカーボン繊維24に樹脂を含浸させ、樹脂含浸繊維26をライナー12に巻き付ける場合を説明したが、本発明はこのような方法に限定するものではない。例えば、繊維供給部として、複数のボビン取付部を有するクリールスタンドを設けて、複数のボビン取付部から複数のカーボン繊維24をそれぞれ送り出し、複数のカーボン繊維24を、レジンバス28で樹脂を含浸させてから、幅方向に並べるパラレル巻きでライナー12に巻き付けるようにすることもできる。この場合、複数のカーボン繊維24を同時に冷却手段である、温度調節装置30または温調ガイドローラ40に通過させることもできる。また、この場合、アイクチ案内部により、複数の樹脂含浸繊維26を並べるようにしてライナー12に巻き付けるようにすることもできる。なお、上記の各実施の形態において、上記の図9に示した従来から考えられている方法により造られたカーボン繊維強化樹脂タンクの場合と同様に、繊維強化樹脂の外側にガラス層を設けることもできる。   In each of the above-described embodiments, the case where the carbon fiber 24 of one fiber bundle sent out from the supply bobbin 42 (see FIG. 4) is impregnated with the resin and the resin-impregnated fiber 26 is wound around the liner 12 has been described. However, the present invention is not limited to such a method. For example, a creel stand having a plurality of bobbin attachment portions is provided as a fiber supply portion, and a plurality of carbon fibers 24 are sent out from the plurality of bobbin attachment portions, respectively, and a plurality of carbon fibers 24 are impregnated with a resin bath 28. Thus, the liner 12 may be wound by parallel winding arranged in the width direction. In this case, the plurality of carbon fibers 24 can be simultaneously passed through the temperature adjusting device 30 or the temperature adjusting guide roller 40 as cooling means. Further, in this case, the plurality of resin-impregnated fibers 26 can be arranged around the liner 12 by the ikuchi guide portion. In each of the above embodiments, a glass layer is provided on the outer side of the fiber reinforced resin as in the case of the carbon fiber reinforced resin tank manufactured by the conventional method shown in FIG. You can also.

本発明の第1の実施の形態の製造方法により高圧ガスタンクを製造するタンク製造装置の一部の構成図である。It is a partial block diagram of the tank manufacturing apparatus which manufactures a high pressure gas tank with the manufacturing method of the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施の形態の製造方法により、ライナー周囲の樹脂含浸繊維の積層数の増大にしたがって温度調節装置の温度を徐々に上昇させる制御を行う場合の、樹脂含浸繊維の積層数と温度調節装置の温度との関係を示す図である。The number of resin-impregnated fibers stacked and the temperature control device in the case of performing control to gradually increase the temperature of the temperature control device according to the increase in the number of resin-impregnated fibers stacked around the liner by the manufacturing method of the first embodiment It is a figure which shows the relationship with temperature. 本発明の第2の実施の形態の製造方法により高圧ガスタンクを製造するタンク製造装置の一部の構成図である。It is a partial block diagram of the tank manufacturing apparatus which manufactures a high pressure gas tank with the manufacturing method of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の製造方法により高圧ガスタンクを製造するタンク製造装置の一部の構成図である。It is a partial block diagram of the tank manufacturing apparatus which manufactures a high pressure gas tank with the manufacturing method of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の製造方法により高圧ガスタンクを製造するタンク製造装置において、レジンバス部分を示す略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a resin bus part in the tank manufacturing apparatus which manufactures a high pressure gas tank with the manufacturing method of the 4th Embodiment of this invention. レジン槽の温度調節構造を含む図5の拡大図である。It is an enlarged view of FIG. 5 including the temperature control structure of a resin tank. レジン槽中の樹脂温度と樹脂粘度との関係の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the relationship between the resin temperature in a resin tank, and resin viscosity. 第4の実施の形態において、ライナー周囲の樹脂含浸繊維の積層数と、レジン槽中の樹脂温度および樹脂含浸繊維の樹脂付着量との関係を示す図である。In 4th Embodiment, it is a figure which shows the relationship between the number of lamination | stacking of the resin impregnation fiber around a liner, the resin temperature in a resin tank, and the resin adhesion amount of a resin impregnation fiber. 従来から考えられている方法により造られたカーボン繊維強化樹脂製タンクの1例の断面と、このタンクの部分拡大模式断面である(a)と、(a)の外層部分をさらに拡大した模式断面である(b)と、(a)の内層部分をさらに拡大した模式断面である(c)とを示す図である。A cross section of one example of a carbon fiber reinforced resin tank made by a conventionally considered method, (a) which is a partial enlarged schematic cross section of this tank, and a schematic cross section obtained by further enlarging the outer layer part of (a) It is a figure which shows (b) which is (a), and (c) which is the schematic cross section which expanded the inner-layer part of (a) further.

符号の説明Explanation of symbols

10 タンク、12 ライナー、14 繊維強化樹脂、16,18 口金、20 ガラス層、22 成形部、23 制御装置、24 カーボン繊維、26 樹脂含浸繊維、28 レジンバス、30 温度調節装置、32 レジン槽、34 樹脂掻い出しローラ、36 前ローラ、38 後ローラ、40 温調ガイドローラ、42 供給用ボビン、44 ヒータ、46 エポキシ樹脂、48 スクレーパー。   10 tank, 12 liner, 14 fiber reinforced resin, 16, 18 base, 20 glass layer, 22 molding part, 23 controller, 24 carbon fiber, 26 resin impregnated fiber, 28 resin bath, 30 temperature control device, 32 resin tank, 34 Resin scraping roller, 36 front roller, 38 rear roller, 40 temperature control guide roller, 42 supply bobbin, 44 heater, 46 epoxy resin, 48 scraper.

Claims (5)

繊維供給部から送り出した繊維に、レジンバスで樹脂を含浸させることにより得た樹脂含浸繊維を、製品の形状を形作るライナーに巻き付けることにより繊維強化樹脂製容器を成形する繊維強化樹脂製容器の製造方法であって、
ライナーに巻き付ける前の樹脂含浸繊維またはレジンバスを通過する前の繊維を冷却することを特徴とする繊維強化樹脂製容器の製造方法。
A method for producing a fiber reinforced resin container, in which a fiber reinforced resin container is formed by wrapping resin impregnated fiber obtained by impregnating a fiber sent from a fiber supply section with a resin bath with a liner that forms the shape of the product Because
A method for producing a fiber-reinforced resin container, comprising cooling a resin-impregnated fiber before being wound around a liner or a fiber before passing through a resin bath.
請求項1に記載の繊維強化樹脂製容器の製造方法により、繊維強化樹脂製容器を製造する繊維強化樹脂製容器製造装置であって、
繊維供給部と、
繊維供給部から送り出された繊維に樹脂を含浸させるレジンバスと、
レジンバス通過後の樹脂含浸繊維を容器の形状を形作るライナーに巻き付ける巻取り部と、
ライナーに巻き付ける前の樹脂含浸繊維またはレジンバスを通過する前の繊維を温度低下させる冷却手段と、を備えることを特徴とする繊維強化樹脂製容器製造装置。
A fiber-reinforced resin container manufacturing apparatus for manufacturing a fiber-reinforced resin container by the method for manufacturing a fiber-reinforced resin container according to claim 1,
A fiber supply unit;
A resin bath for impregnating resin into fibers fed from the fiber supply unit;
A winding section for winding the resin-impregnated fiber after passing through the resin bath around a liner that forms the shape of the container;
And a cooling means for lowering the temperature of the resin-impregnated fiber before being wound around the liner or the fiber before passing through the resin bath.
請求項2に記載の繊維強化樹脂製容器製造装置において、
冷却手段は、樹脂含浸繊維または繊維の通過により、樹脂含浸繊維または繊維を温度低下させることが可能な温度調節装置またはガイドローラであることを特徴とする繊維強化樹脂製容器製造装置。
In the fiber reinforced resin container manufacturing apparatus according to claim 2,
The fiber-reinforced resin container manufacturing apparatus, wherein the cooling means is a temperature adjusting device or a guide roller capable of lowering the temperature of the resin-impregnated fiber or fiber by passing the resin-impregnated fiber or fiber.
繊維供給部から送り出した繊維に、レジンバスで樹脂を含浸させることにより得た樹脂含浸繊維を、製品の形状を形作るライナーに巻き付けることにより繊維強化樹脂製容器を成形する繊維強化樹脂製容器の製造方法であって、
レジンバス内に収容した樹脂の温度を変化させることにより、ライナーに巻き付けた樹脂含浸繊維のうち、内径側部分を構成する繊維に対するレジンバスでの樹脂付着量を、外径側部分を構成する繊維に対するレジンバスでの樹脂付着量よりも多くすることを特徴とする繊維強化樹脂製容器の製造方法。
A method for producing a fiber reinforced resin container, in which a fiber reinforced resin container is formed by wrapping resin impregnated fiber obtained by impregnating a fiber sent from a fiber supply section with a resin bath with a liner that forms the shape of the product Because
By changing the temperature of the resin contained in the resin bath, the resin adhesion amount on the resin bath to the fibers constituting the inner diameter side portion of the resin-impregnated fibers wound around the liner is changed to the resin bath for the fibers constituting the outer diameter side portion. The manufacturing method of the container made from a fiber reinforced resin characterized by making more than the resin adhesion amount in.
請求項4に記載の繊維強化樹脂製容器の製造方法により、繊維強化樹脂製容器を製造する繊維強化樹脂製容器製造装置であって、
繊維供給部と、
繊維供給部から送り出された繊維に樹脂を含浸させるレジンバスと、
レジンバス通過後の樹脂含浸繊維を容器の形状を形作るライナーに巻き付ける巻取り部と、
レジンバス内に収容した樹脂の温度を調節可能な温度調節部と、
温度調節部の温度を制御する温度調節部制御手段と、を備え、
温度調節部制御手段は、ライナーに巻き付けた樹脂含浸繊維のうち、内径側部分を構成する繊維がレジンバスを通過する場合の温度調節部の温度を、樹脂含浸繊維のうち、外径側部分を構成する繊維がレジンバスを通過する場合の温度調節部の温度よりも低くさせることを特徴とする繊維強化樹脂製容器製造装置。
A fiber-reinforced resin container manufacturing apparatus for manufacturing a fiber-reinforced resin container by the method for manufacturing a fiber-reinforced resin container according to claim 4,
A fiber supply unit;
A resin bath for impregnating resin into fibers fed from the fiber supply unit;
A winding section for winding the resin-impregnated fiber after passing through the resin bath around a liner that forms the shape of the container;
A temperature control unit capable of adjusting the temperature of the resin contained in the resin bath;
Temperature control unit control means for controlling the temperature of the temperature control unit,
The temperature control unit control means configures the temperature of the temperature control unit when the fibers constituting the inner diameter side portion of the resin impregnated fibers wound around the liner pass through the resin bath, and configures the outer diameter side portion of the resin impregnated fibers. An apparatus for producing a fiber-reinforced resin container, characterized in that the temperature of the temperature adjusting unit is lower than the temperature of the temperature adjusting unit when the fibers to be passed through the resin bath.
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