JP2015110304A - Manufacturing method of composite container and manufacturing device of composite container - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a composite container capable of improving strength of the composite container, and further to provide a manufacturing device of the composite container.SOLUTION: In a winding step, a fiber bundle 10 is wound and curable resin in a laminated fiber bundle layer 5 is simultaneously gelatinized. Accordingly, since the curable resin of the fiber bundle layer 5 of an inner peripheral side is gelatinized, the fiber bundle 10 in the fiber bundle layer 5 can be supported even when the new fiber bundle 10 is wound. Further, the curable resin in a fiber bundle layer 5B brought into contact with a fiber bundle associated with at least winding is not gelatinized and the curable resin of any fiber bundle layer 5 closer to an inner peripheral side than the fiber bundle layer 5B is gelatinized at a place where a fiber bundle 10A is newly wound. Therefore, the curable resin of the new fiber bundle 10A and the curable resin in the fiber bundle layer 5B can be fully blended, and looseness and meandering of the fiber bundle 10 due to fastening force can be suppressed in the fiber bundle layer 5 of the inner peripheral side.

Description

本発明は、複合容器の製造方法、及び複合容器の製造装置に関する。   The present invention relates to a composite container manufacturing method and a composite container manufacturing apparatus.

従来、例えば特許文献1に記載されているように、強化層を備えた複合容器を製造する製造方法が知られている。このような製造方法では、熱硬化性樹脂が含浸された繊維束をライナに積層するように巻き付けてから加熱し、繊維束の熱硬化性樹脂を硬化させている。   Conventionally, as described in Patent Document 1, for example, a manufacturing method for manufacturing a composite container provided with a reinforcing layer is known. In such a manufacturing method, the fiber bundle impregnated with the thermosetting resin is wound so as to be laminated on the liner and then heated to cure the thermosetting resin of the fiber bundle.

特開2006−300194号公報JP 2006-300194 A

ここで、上述したような複合容器の製造方法においては、繊維束の硬化性樹脂同士の馴染みを良くするために硬化性樹脂の粘度が低く設定する場合がある。しかしながら、硬化性樹脂の粘度が低い場合、繊維束を巻き付けて繊維束層を積層させていくと、内周側の繊維束層の繊維束に緩みや蛇行が発生する場合があった。また、これによって複合容器の強度が低下する場合があった。   Here, in the manufacturing method of the composite container as described above, the viscosity of the curable resin may be set low in order to improve the familiarity between the curable resins of the fiber bundle. However, when the viscosity of the curable resin is low, loosening or meandering may occur in the fiber bundle of the inner fiber bundle layer when the fiber bundle layer is wound around the fiber bundle. In addition, this may reduce the strength of the composite container.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、複合容器の強度を向上させることができる複合容器の製造方法、及び複合容器の製造装置を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in order to solve such a subject, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the composite container which can improve the intensity | strength of a composite container, and the manufacturing apparatus of a composite container.

上記課題を解決するため、本発明に係る複合容器の製造方法は、強化層を備えた複合容器の製造方法であって、硬化性樹脂が含浸された繊維束をライナの外周側に巻き付けることで繊維束層を形成すると共に、当該繊維束層を複数積層させる巻き付け工程を備え、巻き付け工程においては、繊維束の巻きつけと同時に、積層された繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させており、新たに繊維束が巻き付けられる箇所では、少なくとも巻き付けに係る繊維束と当接する第1繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させず、且つ、第1繊維束層よりも内周側の何れかの繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させる。   In order to solve the above-mentioned problem, a method for manufacturing a composite container according to the present invention is a method for manufacturing a composite container having a reinforcing layer, in which a fiber bundle impregnated with a curable resin is wound around the outer peripheral side of a liner. In addition to forming a fiber bundle layer, a winding step of laminating a plurality of the fiber bundle layers is provided. In the winding step, the curable resin in the laminated fiber bundle layer is gelled simultaneously with the winding of the fiber bundle. In the place where the fiber bundle is newly wound, at least the curable resin in the first fiber bundle layer in contact with the fiber bundle related to winding is not gelled, and the inner periphery side of the first fiber bundle layer is not gelled. The curable resin in any fiber bundle layer is gelled.

本発明に係る複合容器の製造方法では、巻き付け工程において、繊維束の巻きつけと同時に、積層された繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させている。従って、新たな繊維束が巻き付けられても、内周側の繊維束層の硬化性樹脂がゲル化しているため当該繊維束層中の繊維束をゲル化した硬化性樹脂で支持することができる。また、新たに繊維束が巻き付けられる箇所では、少なくとも巻き付けに係る繊維束と当接する第1繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させず、且つ、第1繊維束層よりも内周側の何れかの繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させている。従って、新たな繊維束の硬化性樹脂と第1繊維束層内の硬化性樹脂とを十分に馴染ませることができる一方、第1繊維束層より内周側の繊維束層では、締付力による繊維束の緩みや蛇行を抑制することができる。以上により、複合容器の強度を向上させることができる。   In the method for manufacturing a composite container according to the present invention, in the winding step, the curable resin in the laminated fiber bundle layer is gelled simultaneously with the winding of the fiber bundle. Therefore, even when a new fiber bundle is wound, since the curable resin of the inner fiber bundle layer is gelled, the fiber bundle in the fiber bundle layer can be supported by the gelled curable resin. . Further, at a location where the fiber bundle is newly wound, at least the curable resin in the first fiber bundle layer that comes into contact with the fiber bundle related to winding is not gelled, and the inner peripheral side of the first fiber bundle layer is not formed. The curable resin in any of the fiber bundle layers is gelled. Accordingly, the curable resin of the new fiber bundle and the curable resin in the first fiber bundle layer can be sufficiently blended, while the tightening force is applied to the fiber bundle layer on the inner peripheral side from the first fiber bundle layer. It is possible to suppress loosening and meandering of the fiber bundle. As described above, the strength of the composite container can be improved.

また、本発明に係る複合容器の製造方法において、巻き付け工程では、所定の巻き付けパターンで繊維束を巻き付けた繊維束層を複数積層させることで一のパターン層を形成すると共に、当該パターン層を複数積層させ、一のパターン層を形成しているとき、同一のパターン層における何れかの繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させてよい。このように、既に積層させた繊維束層内の硬化性樹脂を速やかにゲル化させることにより、締付力による繊維束の緩みや蛇行を更に抑制することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the composite container according to the present invention, in the winding step, a single pattern layer is formed by laminating a plurality of fiber bundle layers in which the fiber bundle is wound in a predetermined winding pattern, and the plurality of pattern layers are formed. When one pattern layer is formed by laminating, the curable resin in any fiber bundle layer in the same pattern layer may be gelled. As described above, by rapidly gelling the curable resin in the already laminated fiber bundle layer, loosening and meandering of the fiber bundle due to the tightening force can be further suppressed.

本発明に係る複合容器の製造方法では、巻き付け工程においては、繊維束の巻き付けに要する時間と硬化性樹脂のゲル化に要する時間との関係性を調整することによって、繊維束の巻きつけと同時に、積層された繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させてよい。例えば、硬化性樹脂のゲル化に要する時間に対して、巻き付けに要する時間を調整することによって、上述のような繊維束の巻き付けが可能となる。あるいは、例えば、巻き付けに要する時間に対して、硬化性樹脂の選定等によってゲル化に要する時間を調整することで、上述のような繊維束の巻き付けが可能となる。   In the method for producing a composite container according to the present invention, in the winding step, by adjusting the relationship between the time required for winding the fiber bundle and the time required for gelation of the curable resin, simultaneously with the winding of the fiber bundle. The curable resin in the laminated fiber bundle layer may be gelled. For example, the fiber bundle as described above can be wound by adjusting the time required for winding with respect to the time required for gelation of the curable resin. Alternatively, for example, by adjusting the time required for gelation by selecting a curable resin with respect to the time required for winding, the fiber bundle as described above can be wound.

また、本発明に係る複合容器の製造方法において、巻き付け工程では、ライナへ巻き付ける繊維束を繊維束供給部から供給し、繊維束供給部では繊維束を冷却手段によって冷却してよい。繊維束供給部において供給される前の繊維束の硬化性樹脂は、冷却手段で冷却されることにより、粘度の上昇が抑えられる。従って、ゲル化へ向かって硬化性樹脂の粘度が上昇し始めるタイミングを調整することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the composite container which concerns on this invention, the fiber bundle wound around a liner may be supplied from a fiber bundle supply part at a winding process, and a fiber bundle may be cooled by a cooling means in a fiber bundle supply part. The curable resin of the fiber bundle before being supplied in the fiber bundle supply unit is cooled by the cooling means, thereby suppressing an increase in viscosity. Therefore, the timing at which the viscosity of the curable resin starts to increase toward gelation can be adjusted.

また、本発明に係る複合容器の製造方法において、巻き付け工程では、繊維束供給部において繊維束が巻かれているボビンを冷却手段で冷却することによって、硬化性樹脂のゲル化に要する時間を調整してよい。このような冷却によって、容易に硬化性樹脂のゲル化に要する時間が長くなるように調整することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the composite container according to the present invention, in the winding step, the time required for gelation of the curable resin is adjusted by cooling the bobbin around which the fiber bundle is wound in the fiber bundle supply unit by the cooling means. You can do it. By such cooling, the time required for gelation of the curable resin can be easily adjusted to be long.

また、本発明に係る複合容器の製造方法において、巻き付け工程では、繊維束を加熱することによって硬化性樹脂のゲル化に要する時間を調整してよい。このような加熱によって、容易に硬化性樹脂のゲル化に要する時間が短くなるように調整することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the composite container which concerns on this invention, you may adjust the time required for gelatinization of curable resin by heating a fiber bundle at a winding process. By such heating, the time required for gelation of the curable resin can be easily adjusted.

また、本発明に係る複合容器の製造装置は、強化層を備えた複合容器の製造装置であって、硬化性樹脂が含浸された繊維束をライナの外周側に巻き付けることで繊維束層を形成すると共に、当該繊維束層を複数積層させる巻き付け部と、ライナへ巻き付ける繊維束を供給する繊維束供給部と、を備え、繊維束供給部には、繊維束を冷却する冷却手段が設けられ、巻き付け部は、繊維束の巻き付けと同時に、積層された繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させる。   The composite container manufacturing apparatus according to the present invention is a composite container manufacturing apparatus having a reinforcing layer, and forms a fiber bundle layer by winding a fiber bundle impregnated with a curable resin around the outer periphery of a liner. And a winding unit for laminating a plurality of the fiber bundle layers, and a fiber bundle supply unit for supplying a fiber bundle to be wound around the liner, the fiber bundle supply unit is provided with a cooling means for cooling the fiber bundle, The winding portion gels the curable resin in the laminated fiber bundle layer simultaneously with the winding of the fiber bundle.

本発明に係る複合容器の製造装置において、巻き付け部は、繊維束の巻き付けと同時に、積層された繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させる。従って、新たな繊維束が巻き付けられても、内周側の繊維束層の硬化性樹脂がゲル化しているため当該繊維束層中の繊維束をゲル化した硬化性樹脂で支持することができる。従って、締付力による繊維束の緩みや蛇行を抑制することができる。繊維束供給部において供給される前の繊維束の硬化性樹脂は、冷却手段で冷却されることにより、粘度の上昇が抑えられる。従って、ゲル化へ向かって硬化性樹脂の粘度が上昇し始めるタイミングを調整することができ、繊維束層内の硬化性樹脂をより確実にゲル化させることができる。以上により、複合容器の強度を向上させることができる。   In the composite container manufacturing apparatus according to the present invention, the winding portion gels the curable resin in the laminated fiber bundle layer simultaneously with the winding of the fiber bundle. Therefore, even when a new fiber bundle is wound, since the curable resin of the inner fiber bundle layer is gelled, the fiber bundle in the fiber bundle layer can be supported by the gelled curable resin. . Therefore, loosening and meandering of the fiber bundle due to the tightening force can be suppressed. The curable resin of the fiber bundle before being supplied in the fiber bundle supply unit is cooled by the cooling means, thereby suppressing an increase in viscosity. Therefore, the timing at which the viscosity of the curable resin starts to increase toward gelation can be adjusted, and the curable resin in the fiber bundle layer can be gelled more reliably. As described above, the strength of the composite container can be improved.

本発明によれば、複合容器の強度を向上させることができる。   According to the present invention, the strength of the composite container can be improved.

実施形態に係る複合容器を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the composite container which concerns on embodiment. ヘリカル層とフープ層を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating a helical layer and a hoop layer. 実施形態に係る複合容器の製造装置を示す模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram which shows the manufacturing apparatus of the composite container which concerns on embodiment. ゲル化の様子を示す模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram which shows the mode of gelatinization. ゲル化の様子を示す模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram which shows the mode of gelatinization. 時間と硬化性樹脂の粘度との関係を概念的に示すグラフである。It is a graph which shows notionally the relation between time and the viscosity of curable resin. 変形例に係る複合容器の製造装置を示す模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram which shows the manufacturing apparatus of the composite container which concerns on a modification.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、実施形態に係る製造方法及び製造装置により製造される複合容器を示す一部断面図である。図1に示すように、複合容器1は、水素や天然ガス等の燃料ガスを高圧で貯蔵するための容器である。この複合容器1は、例えば、全長が2〜4m、直径が400〜600mm程度に設定され、使用時には、20〜90MPa程度の圧力に耐えることが可能とされている。複合容器1は、その用途が限定されるものではなく、種々の用途で用いることができる。また、複合容器1は、据置き型として用いられてもよく、移動体に搭載されて用いられてもよい。   FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a composite container manufactured by a manufacturing method and a manufacturing apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the composite container 1 is a container for storing fuel gas such as hydrogen or natural gas at a high pressure. For example, the composite container 1 has a total length of 2 to 4 m and a diameter of about 400 to 600 mm, and can withstand a pressure of about 20 to 90 MPa when used. The use of the composite container 1 is not limited and can be used for various purposes. In addition, the composite container 1 may be used as a stationary type or may be used by being mounted on a moving body.

この複合容器1は、円筒状のライナ2と、ライナ2の外面側(外周面側)を覆うように設けられた強化層3と、を備えている。ライナ2の両端部2aはドーム状に形成されており、当該両端部2aの先端には、口金4が取り付けられている。ここでの口金4における取付け高さ(突出高さ)は、強化層3の厚みと同等とされているが、それ以上であってもよく、口金4が強化層3から出っ張る高さとされてもよい。   The composite container 1 includes a cylindrical liner 2 and a reinforcing layer 3 provided so as to cover the outer surface side (outer peripheral surface side) of the liner 2. Both end portions 2a of the liner 2 are formed in a dome shape, and a base 4 is attached to the tips of the both end portions 2a. Here, the mounting height (projection height) of the base 4 is equal to the thickness of the reinforcing layer 3, but it may be more than that, or even if the base 4 protrudes from the reinforcing layer 3. Good.

ライナ2の材料は特に限定されるものではないが、用途によっては、樹脂製又は金属製が選択される。樹脂製のライナ2としては、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を回転成形やブロー成形にて容器形状に賦形したものに、金属製の口金4を付けたものが挙げられる。金属製のライナ2としては、例えば、アルミニウム合金製や鋼鉄製等からなるパイプ形状や板形状をスピニング加工等にて容器形状に形成したものに、口金4の形状を形成したものが挙げられる。   The material of the liner 2 is not particularly limited, but resin or metal is selected depending on the application. Examples of the resin liner 2 include a resin obtained by shaping a thermoplastic resin such as high-density polyethylene into a container shape by rotational molding or blow molding and a metal base 4. As the metal liner 2, for example, a pipe shape or plate shape made of an aluminum alloy, steel, or the like is formed into a container shape by spinning or the like, and the shape of the base 4 is formed.

強化層3は、硬化性樹脂が含浸された繊維束10をライナ2の外面側に積層するように巻き付け、所定の処理を行った後に、当該繊維束10を積層して成る複数層の繊維束層5(図4及び図5参照)を加熱し硬化させることによって形成される。繊維束10がライナ2の外周側に巻き付けられることによって繊維束層5が形成され、当該繊維束層5を複数積層させることにより強化層3が形成される。また、所定の巻き付けパターンで繊維束10を巻き付けた繊維束層5を複数積層させることで一のパターン層30が形成されると共に、当該パターン層30を複数積層させることにより強化層3が形成される。パターン層30として、フープ層31及びヘリカル層32が形成される。フープ層31とヘリカル層32は、交互に形成される。   The reinforcing layer 3 is formed by winding a fiber bundle 10 impregnated with a curable resin so as to be laminated on the outer surface side of the liner 2, performing a predetermined treatment, and then laminating the fiber bundle 10. Layer 5 (see FIGS. 4 and 5) is formed by heating and curing. The fiber bundle layer 5 is formed by winding the fiber bundle 10 around the outer peripheral side of the liner 2, and the reinforcing layer 3 is formed by laminating a plurality of the fiber bundle layers 5. In addition, a single pattern layer 30 is formed by laminating a plurality of fiber bundle layers 5 wound with fiber bundles 10 in a predetermined winding pattern, and a reinforcing layer 3 is formed by laminating a plurality of the pattern layers 30. The As the pattern layer 30, a hoop layer 31 and a helical layer 32 are formed. The hoop layers 31 and the helical layers 32 are alternately formed.

また、繊維束10としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、ポリエチレン繊維、スチール繊維、ザイロン繊維又はビニロン繊維等を用いることができ、ここでは、高強度で高弾性率且つ軽量な炭素繊維を用いている。また、本実施形態の繊維束10の繊維数(フィラメント)は、特に制限されるものではないが、1000〜50000フィラメント、好ましくは3000〜30000フィラメントの範囲とされ、ここでは、24000フィラメントとされている。   Further, as the fiber bundle 10, for example, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, polyethylene fiber, steel fiber, Zylon fiber, or vinylon fiber can be used. Lightweight carbon fiber is used. In addition, the number of fibers (filament) of the fiber bundle 10 of the present embodiment is not particularly limited, but is in the range of 1000 to 50000 filaments, preferably 3000 to 30000 filaments, and here, 24,000 filaments. Yes.

図2(a)に示すように、フープ層31は、ライナ2に対して繊維束10を周方向に巻き付けることによって形成される層である。このとき、フープ層31の繊維は、ライナ2の径方向から見たときに、ライナ2の軸線CLと略垂直となるように巻き付けられる。なお、フープ層31を形成するときは、繊維束10で容器(又はヘリカル層32)の外周面を覆うことで繊維束層5を形成した後、その上に繊維束10を巻き付けて更に繊維束層5を形成する。このような繊維束層5を複数層形成することによって、フープ層31が形成される。フープ層31内の繊維束層5の数は、1〜10程度に設定される。フープ層31は、主にライナ2を径方向に支持する機能を有する。   As shown in FIG. 2A, the hoop layer 31 is a layer formed by winding the fiber bundle 10 around the liner 2 in the circumferential direction. At this time, the fibers of the hoop layer 31 are wound so as to be substantially perpendicular to the axis CL of the liner 2 when viewed from the radial direction of the liner 2. When forming the hoop layer 31, the fiber bundle layer 5 is formed by covering the outer peripheral surface of the container (or the helical layer 32) with the fiber bundle 10, and then the fiber bundle 10 is wound around the fiber bundle layer 5. Layer 5 is formed. The hoop layer 31 is formed by forming a plurality of such fiber bundle layers 5. The number of fiber bundle layers 5 in the hoop layer 31 is set to about 1 to 10. The hoop layer 31 mainly has a function of supporting the liner 2 in the radial direction.

図2(b)に示すように、ヘリカル層32は、ライナ2に対して繊維束10を傾斜させた状態で周方向に取り囲むように巻き付けることによって形成される層である。このとき、ヘリカル層32の繊維は、ライナ2の径方向から見たときに、ライナ2の軸線CLに対して傾斜するように巻き付けられる。軸線CLに対する傾斜角は、10〜80°程度に設定される。ヘリカル層32においては、繊維束10がライナ2の一方のドーム状の端部2aから他方のドーム状の端部2aにて、たすきがけ状に巻き付けられる。なお、ヘリカル層32を形成するときは、繊維束10で容器(又はフープ層31)の外周面を覆うことで繊維束層5を形成した後、その繊維束層5の上に繊維束10を巻き付けて更に繊維束層5を形成する。このような繊維束層5を複数層形成することによって、ヘリカル層32が形成される。ヘリカル層32内の繊維束層5の数は、2〜20程度に設定される。ヘリカル層32は、主にライナ2を軸方向に支持する機能を有する。   As shown in FIG. 2B, the helical layer 32 is a layer formed by winding the fiber bundle 10 so as to surround the liner 2 in the circumferential direction while being inclined. At this time, the fibers of the helical layer 32 are wound so as to be inclined with respect to the axis CL of the liner 2 when viewed from the radial direction of the liner 2. The inclination angle with respect to the axis CL is set to about 10 to 80 °. In the helical layer 32, the fiber bundle 10 is wound in a brush shape from one dome-shaped end 2a of the liner 2 to the other dome-shaped end 2a. When forming the helical layer 32, the fiber bundle layer 5 is formed by covering the outer peripheral surface of the container (or the hoop layer 31) with the fiber bundle 10, and then the fiber bundle 10 is formed on the fiber bundle layer 5. Further, the fiber bundle layer 5 is formed by winding. A helical layer 32 is formed by forming a plurality of such fiber bundle layers 5. The number of fiber bundle layers 5 in the helical layer 32 is set to about 2 to 20. The helical layer 32 mainly has a function of supporting the liner 2 in the axial direction.

次に、上述のように構成された複合容器1を製造する製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method which manufactures the composite container 1 comprised as mentioned above is demonstrated.

まず、繊維束10をライナ2の外周側に巻き付けることで一の繊維束層5を形成すると共に、当該繊維束層5を複数積層させ、これにより、容器中間体を形成する巻き付け工程が行われる。   First, the fiber bundle 10 is wound around the outer periphery of the liner 2 to form one fiber bundle layer 5, and a plurality of the fiber bundle layers 5 are stacked, whereby a winding step for forming a container intermediate is performed. .

なお、容器中間体とは、製造過程における複合容器1を意図しており、ここでは、繊維束10の硬化性樹脂が熱硬化する前の状態のものを意図している(以下、同じ)。また、全ての繊維束10を巻き付け終えていない巻き付け途中のものを容器中間体と呼ぶこともある。また、巻き付け工程における巻き付け方法は特に限定されないが、例えば、FW(フィラメントワインディング)法を採用することができる。   In addition, the container intermediate is intended for the composite container 1 in the manufacturing process, and here is intended to be in a state before the curable resin of the fiber bundle 10 is thermally cured (hereinafter the same). Moreover, the thing in the middle of winding which has not finished winding all the fiber bundles 10 may be called a container intermediate body. Further, the winding method in the winding step is not particularly limited, but for example, an FW (filament winding) method can be adopted.

ここで、図3を参照して、本実施形態における上記巻き付け工程の例について詳説する。   Here, with reference to FIG. 3, the example of the said winding process in this embodiment is explained in full detail.

図3は予め硬化性樹脂が含浸された繊維束(トウプリプレグ)を用いて巻き付け工程を行う、いわゆるDry法で用いられる製造装置100の模式的な概念図である。ここで、「トウプリプレグ」とは、繊維束に樹脂が含浸しているものである。   FIG. 3 is a schematic conceptual diagram of a manufacturing apparatus 100 used in a so-called Dry method in which a winding process is performed using a fiber bundle (tow prepreg) impregnated with a curable resin in advance. Here, the “toe prepreg” is a fiber bundle in which a resin is impregnated.

図3に示すように、本実施形態の製造装置100は、上記複合容器1を製造するものであって、上記巻き付け工程で用いられる。この製造装置100は、硬化性樹脂を予め含浸させた繊維束10を巻廻した複数のボビン101を備えている。さらに、製造装置100は、巻き付けられる複数の繊維束10の通過位置を調整する巻付束通過位置調整部102と、巻き付けられる複数の繊維束10をライナ2の軸方向に沿って移動させる移動部103と、繊維束10をライナ2で巻き取るように当該ライナ2を回転する回転機構(不図示)と、を備えている。このうち、ボビン101、巻付束通過位置調整部102、及び移動部103は、ライナ2へ巻き付ける繊維束10を供給する繊維束供給部150として構成される。また、ライナ2を配置する機構及び回転機構は、繊維束10をライナ2の外周側に巻き付けることで一の繊維束層5を形成すると共に、当該繊維束層5を複数積層させる巻き付け部160として構成される。この製造装置100による製造方法では、ボビン101から繊維束10が供給され、これら繊維束10は、巻付束通過位置調整部102によって巻き付け時の束通過位置が調整されながら、移動部103及び回転機構の協働によってライナ2の外面側に巻き付けられ、これにより、ライナ2を覆うように繊維束層5が形成される。   As shown in FIG. 3, the manufacturing apparatus 100 of this embodiment manufactures the said composite container 1, Comprising: It is used at the said winding process. The manufacturing apparatus 100 includes a plurality of bobbins 101 around which a fiber bundle 10 pre-impregnated with a curable resin is wound. Furthermore, the manufacturing apparatus 100 includes a wound bundle passing position adjusting unit 102 that adjusts the passing position of the plurality of fiber bundles 10 to be wound, and a moving unit that moves the plurality of wound fiber bundles 10 along the axial direction of the liner 2. 103 and a rotation mechanism (not shown) that rotates the liner 2 so that the fiber bundle 10 is wound up by the liner 2. Among these, the bobbin 101, the wound bundle passage position adjusting unit 102, and the moving unit 103 are configured as a fiber bundle supply unit 150 that supplies the fiber bundle 10 to be wound around the liner 2. In addition, the mechanism for disposing the liner 2 and the rotation mechanism form a single fiber bundle layer 5 by winding the fiber bundle 10 around the outer periphery of the liner 2, and a winding unit 160 that stacks a plurality of the fiber bundle layers 5. Composed. In the manufacturing method by the manufacturing apparatus 100, the fiber bundle 10 is supplied from the bobbin 101, and the fiber bundle 10 is rotated and rotated by the winding bundle passing position adjusting unit 102 while the bundle passing position at the time of winding is adjusted. The fiber bundle layer 5 is formed so as to cover the liner 2 by being wound around the outer surface side of the liner 2 by the cooperation of the mechanism.

巻き付け工程においては、所定の巻き付けパターンで繊維束10を巻き付けた繊維束層5を複数積層させることで一のパターン層30を形成すると共に、当該パターン層30を複数積層させる。なお、繊維束層5とは、パターン層30を形成するために繰り返し実行される巻き付けパターンのうち、一回の巻き付けパターンによって形成される繊維束10の層であり、容器中間体(またはライナ2)の外周面の略全域を覆う繊維束10の層である。具体的には、フープ層31の巻き付けパターンで繊維束10を巻き付けた繊維束層5を複数積層させることで一のフープ層31を形成する。フープ層31を形成する場合、図3に示すように、ライナ2の一方の端部2aから繊維束10の巻き付けを開始し、繊維束10をライナ2に巻き付けながら移動部103を方向D1側へ徐々に移動させ、ライナ2の他方の端部2bに達するまで巻き付けを行う。これによって、容器中間体(またはライナ2)の外周面の略全域を覆う一の繊維束層5が形成される。次に、移動部103の方向転換をし、ライナ2の他方の端部2bから繊維束10の巻き付けを開始し、繊維束10をライナ2に巻き付けながら移動部103を方向D2側へ徐々に移動させ、ライナ2の一方の端部2aに達するまで巻き付けを行う。これによって、容器中間体(またはライナ2)の外周面の略全域を覆う一の繊維束層5が形成される。当該パターンを繰り返すことによって複数の繊維束層5が形成され、一のフープ層31が形成される。フープ層31の場合、複合容器1の大きさにもよるが、一の繊維束層5を形成するのに5〜20分程度の時間がかかる。一のフープ層31を形成する時間は、繊維束層5の層数によって定まる。ヘリカル層32を形成する場合、移動部103を移動させることで繊維束10をライナ2に斜めに巻き付けを行う。このような斜めの巻き付けがライナ2の一方の端部2a側から他方の端部2b側へ向かって徐々に行われるように移動部103を移動させる。次に、斜めの巻き付けをライナ2の他方の端部2b側から一方の端部2a側へ向かって徐々に行われるように移動部103を移動させる。これによって、容器中間体(またはライナ2)の外周面の略全域を覆う一の繊維束層5が形成される。当該パターンを繰り返すことによって複数の繊維束層5が形成され、一のヘリカル層32が形成される。ヘリカル層32の場合、複合容器1の大きさにもよるが、一の繊維束層5を形成するのに10〜30分程度の時間がかかる。一のヘリカル層32を形成する時間は、繊維束層5の層数によって定まる。また、一のフープ層31(またはヘリカル層32)の形成工程が完了し、ヘリカル層32(またはフープ層31)の形成工程へ移行する場合は、繊維束10の切断や調整等の作業が行われる。   In the winding step, one pattern layer 30 is formed by laminating a plurality of fiber bundle layers 5 each having a fiber bundle 10 wound in a predetermined winding pattern, and a plurality of the pattern layers 30 are laminated. The fiber bundle layer 5 is a layer of the fiber bundle 10 formed by a single winding pattern among the winding patterns repeatedly executed to form the pattern layer 30, and is a container intermediate (or liner 2). ) Of the fiber bundle 10 covering substantially the entire outer peripheral surface. Specifically, one hoop layer 31 is formed by laminating a plurality of fiber bundle layers 5 in which the fiber bundles 10 are wound in the winding pattern of the hoop layer 31. When forming the hoop layer 31, as shown in FIG. 3, the winding of the fiber bundle 10 is started from one end 2 a of the liner 2, and the moving unit 103 is moved toward the direction D <b> 1 while the fiber bundle 10 is wound around the liner 2. The winding is performed gradually until the other end 2b of the liner 2 is reached. Thereby, the one fiber bundle layer 5 which covers the substantially whole region of the outer peripheral surface of a container intermediate body (or liner 2) is formed. Next, the direction of the moving part 103 is changed, the winding of the fiber bundle 10 is started from the other end 2b of the liner 2, and the moving part 103 is gradually moved in the direction D2 while winding the fiber bundle 10 around the liner 2. And winding is performed until one end 2a of the liner 2 is reached. Thereby, the one fiber bundle layer 5 which covers the substantially whole region of the outer peripheral surface of a container intermediate body (or liner 2) is formed. By repeating the pattern, a plurality of fiber bundle layers 5 are formed, and one hoop layer 31 is formed. In the case of the hoop layer 31, depending on the size of the composite container 1, it takes about 5 to 20 minutes to form one fiber bundle layer 5. The time for forming one hoop layer 31 is determined by the number of fiber bundle layers 5. When forming the helical layer 32, the fiber bundle 10 is wound around the liner 2 obliquely by moving the moving unit 103. The moving unit 103 is moved so that such an oblique winding is gradually performed from the one end 2a side of the liner 2 toward the other end 2b side. Next, the moving unit 103 is moved so that the oblique winding is gradually performed from the other end 2b side of the liner 2 toward the one end 2a side. Thereby, the one fiber bundle layer 5 which covers the substantially whole region of the outer peripheral surface of a container intermediate body (or liner 2) is formed. By repeating the pattern, a plurality of fiber bundle layers 5 are formed, and one helical layer 32 is formed. In the case of the helical layer 32, although it depends on the size of the composite container 1, it takes about 10 to 30 minutes to form one fiber bundle layer 5. The time for forming one helical layer 32 is determined by the number of fiber bundle layers 5. In addition, when the process of forming one hoop layer 31 (or helical layer 32) is completed and the process proceeds to the process of forming the helical layer 32 (or hoop layer 31), operations such as cutting and adjustment of the fiber bundle 10 are performed. Is called.

本実施形態では、巻き付け工程において、繊維束10の巻きつけと同時に、積層された繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させている。なお、図4及び図5においては、形成途中の繊維束層5を繊維束層5Aとし、巻き付けに係る繊維束10A(ここでは既に巻き付けられた繊維束10と区別するため、巻き付けに係る繊維束を10Aとする)と当接する繊維束層5、すなわち当該繊維束層5Aに内周側で隣接する繊維束層5を繊維束層(第1繊維束層)5Bとし、当該繊維束層5Bと内周側で隣接する繊維束層5を繊維束層5Cとする。なお、図4及び図5においては、繊維束層5A,5B,5C及び当該層を構成する繊維束10を示しているが、繊維束層5Cよりも内周側の繊維束層5については図示を省略している。また、図4及び図5においては、硬化性樹脂がゲル化した部分にグレースケールを付して示している。   In the present embodiment, in the winding step, the curable resin in the laminated fiber bundle layer 5 is gelled simultaneously with the winding of the fiber bundle 10. 4 and 5, the fiber bundle layer 5 in the process of formation is referred to as a fiber bundle layer 5 </ b> A, and a fiber bundle 10 </ b> A related to winding (here, a fiber bundle related to winding is distinguished from the fiber bundle 10 already wound). 10A), that is, the fiber bundle layer 5 adjacent to the fiber bundle layer 5A on the inner peripheral side is referred to as a fiber bundle layer (first fiber bundle layer) 5B, and the fiber bundle layer 5B The fiber bundle layer 5 adjacent on the inner peripheral side is defined as a fiber bundle layer 5C. 4 and 5, the fiber bundle layers 5A, 5B, and 5C and the fiber bundle 10 that constitutes the layer are shown, but the fiber bundle layer 5 on the inner peripheral side of the fiber bundle layer 5C is illustrated. Is omitted. Moreover, in FIG.4 and FIG.5, the gray scale is attached | subjected and shown to the part which curable resin gelatinized.

ここで、「繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させる」とは、硬化性樹脂をゲル化の状態に到達させることを意味する。例えば、図6に示すように、横軸を時間とし、縦軸を粘度とした場合、所定の温度条件下では、硬化性樹脂の粘度は時間の経過と共に増加する。そして、粘度が所定の値(ここでは、閾値TL1とする)まで到達することで、硬化性樹脂は流動性を失った「ゲル化」した状態となる。以降の説明のため、閾値TL1より粘度が低い領域をゲル化へ向かって粘度が上昇する領域である「ゲル化進行領域E1」とする。また、粘度が閾値TL1以上の領域を、ゲル化が完了した「ゲル化完了領域E2」とする。図6に示す例では、繊維束層5内の硬化性樹脂の粘度を閾値TL1へ到達させることが「繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させる」ことに該当する。従って、繊維束層5内の硬化性樹脂の粘度がゲル化進行領域E1内で上昇している状態は、「繊維束層内の硬化性樹脂をゲル化させる」状態には該当しない。なお、硬化性樹脂がゲル化したことを示す閾値TL1は、貯蔵弾性率と損失弾性率が一致するときの粘度等に設定することができる。従って、繊維束10の巻きつけと同時に、積層された繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させるとは、繊維束10の巻き付けが行われているのと同時に、既に形成された繊維束層5の何れかにおいては、硬化性樹脂の粘度が閾値TL1へ到達してゲル化することである。   Here, “gelling the curable resin in the fiber bundle layer” means bringing the curable resin into a gelled state. For example, as shown in FIG. 6, when the horizontal axis is time and the vertical axis is viscosity, the viscosity of the curable resin increases with time under a predetermined temperature condition. Then, when the viscosity reaches a predetermined value (here, the threshold value TL1), the curable resin is in a “gelled” state in which the fluidity is lost. For the following description, a region having a viscosity lower than the threshold value TL1 is referred to as “gelation progress region E1”, which is a region in which the viscosity increases toward gelation. Moreover, let the area | region whose viscosity is more than threshold value TL1 be the "gelation completion area | region E2" where gelation was completed. In the example shown in FIG. 6, reaching the threshold TL1 to the viscosity of the curable resin in the fiber bundle layer 5 corresponds to “gelling the curable resin in the fiber bundle layer”. Therefore, the state in which the viscosity of the curable resin in the fiber bundle layer 5 is rising in the gelation progress region E1 does not correspond to the state of “gelling the curable resin in the fiber bundle layer”. In addition, threshold value TL1 which shows that curable resin gelatinized can be set to the viscosity etc. when a storage elastic modulus and a loss elastic modulus correspond. Therefore, gelling of the curable resin in the laminated fiber bundle layer 5 at the same time as winding of the fiber bundle 10 means that the fiber bundle 10 already formed at the same time that the fiber bundle 10 is wound. In any of the layers 5, the viscosity of the curable resin reaches the threshold value TL1 and gels.

図4及び図5に示すように、新たに繊維束10Aが巻き付けられる箇所では、少なくとも巻き付けに係る繊維束10Aと当接する繊維束層(第1繊維束層)5B内の硬化性樹脂をゲル化させず、且つ、繊維束層5Bよりも内周側の何れかの繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させる。例えば、図4(a)に示す例では、新たな繊維束10Aを巻き付ける箇所では、繊維束10Aが巻き付けられる繊維束層5Bはゲル化しておらず、その一段内周側の繊維束層5C及びそれより内周側の各繊維束層5はゲル化している。   As shown in FIGS. 4 and 5, at a place where the fiber bundle 10 </ b> A is newly wound, the curable resin in the fiber bundle layer (first fiber bundle layer) 5 </ b> B that contacts at least the fiber bundle 10 </ b> A related to the winding is gelled. And the curable resin in one of the fiber bundle layers 5 on the inner peripheral side of the fiber bundle layer 5B is gelled. For example, in the example shown in FIG. 4 (a), the fiber bundle layer 5B around which the fiber bundle 10A is wound is not gelated at the place where the new fiber bundle 10A is wound, and the fiber bundle layer 5C on the one-stage inner periphery side and Each fiber bundle layer 5 on the inner peripheral side is gelled.

図4(b)に示す例では、一のパターン層30B(ここでは、既に形成されたパターン層30と区別するため、形成中のパターン層を30Bとする)を形成しているとき、同一のパターン層30Bにおける何れかの繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させている。すなわち、新たに形成中のパターン層30Bでは、新たに繊維束10Aを巻き付けているときに、既に形成された内周側の繊維束層5の何れかの部分の硬化性樹脂がゲル化している。この場合、パターン層30Bの最も外周側の繊維束層5を形成しているときに、少なくともパターン層30Bの最も内周側の繊維束層5がゲル化していればよい。このように、既に積層させた繊維束層5内の硬化性樹脂を速やかにゲル化させることにより、締付力による繊維束10の緩みや蛇行を更に抑制することができる。   In the example shown in FIG. 4B, when one pattern layer 30B (here, the pattern layer being formed is assumed to be 30B to be distinguished from the already formed pattern layer 30), the same pattern layer 30B is formed. The curable resin in any one of the fiber bundle layers 5 in the pattern layer 30B is gelled. That is, in the newly formed pattern layer 30 </ b> B, when the fiber bundle 10 </ b> A is newly wound, the curable resin in any part of the inner-side fiber bundle layer 5 that has already been formed is gelled. . In this case, when the outermost fiber bundle layer 5 of the pattern layer 30B is formed, at least the innermost fiber bundle layer 5 of the pattern layer 30B may be gelled. As described above, the curable resin in the already laminated fiber bundle layer 5 is rapidly gelled, whereby loosening and meandering of the fiber bundle 10 due to the tightening force can be further suppressed.

図5(a)に示す例では、一のパターン層30Bを形成しているとき、内周側の他のパターン層30における繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させている。例えば、形成中のパターン層30Bが複合容器1中の最も外周側の最外パターン層30であり、繊維束層5Aが当該最外パターン層30の中の最も外周側の繊維束層5である場合に、ライナ2の外周面と繊維束層5Aとの間の周方向の寸法をR1とし、ゲル化している部分の周方向の寸法をR2とした場合、寸法R2は、寸法R1の30%以上であってよく、50%以上であってよい。当該範囲とすることで、内周側の繊維束層5の緩みを効果的に抑制することができる。ただし、このような数値範囲に限定されず、少なくとも繊維束10Aの巻き付けが行われているいずれかの時点で、繊維束層5の何れかにおいて硬化性樹脂がゲル化していればよい。例えば、図5(b)に示すように、繊維束層5Aが最外パターン層30の中の最も外周側の繊維束層5である時点において、最も内周側のパターン層30A(ライナ2に当接しているパターン層)の一部の繊維束層5(少なくとも最も内周側のライナ2に当接している繊維束層5)がゲル化していればよい。   In the example shown in FIG. 5A, when one pattern layer 30B is formed, the curable resin in the fiber bundle layer 5 in the other pattern layer 30 on the inner peripheral side is gelled. For example, the pattern layer 30 </ b> B being formed is the outermost outermost pattern layer 30 in the composite container 1, and the fiber bundle layer 5 </ b> A is the outermost fiber bundle layer 5 in the outermost pattern layer 30. In this case, when the circumferential dimension between the outer peripheral surface of the liner 2 and the fiber bundle layer 5A is R1, and the circumferential dimension of the gelled portion is R2, the dimension R2 is 30% of the dimension R1. It may be more than 50% or more. By setting it as the said range, the looseness of the fiber bundle layer 5 of an inner peripheral side can be suppressed effectively. However, the present invention is not limited to such a numerical range, and it is sufficient that the curable resin is gelled in any of the fiber bundle layers 5 at least at any time when the fiber bundle 10A is wound. For example, as shown in FIG. 5B, when the fiber bundle layer 5A is the outermost fiber bundle layer 5 in the outermost pattern layer 30, the innermost pattern layer 30A (on the liner 2). It is only necessary that a part of the fiber bundle layer 5 (at least the fiber bundle layer 5 in contact with the innermost liner 2) of the contacted pattern layer) is gelled.

上述のように、巻き付け工程において、繊維束10の巻きつけと同時に、積層された繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させることは、硬化性樹脂としてゲル化に至るまでのゲル化時間が短い硬化性樹脂を用いることによって可能となる。すなわち、巻き付け時間やその他の作業時間等とゲル化時間との関係を考慮することにより、ライナ2に繊維束10を巻き付けているときに、積層された繊維束10内でゲル化することができる硬化性樹脂を用いる。なお、ゲル化時間は、例えば図6で示すように、硬化性樹脂の粘度の上昇が開始された時点から、粘度が閾値TL1へ至るまでに要する時間である(図6においてt1で示されている)。特に限定されないが、常温(20〜25℃)条件下におけるゲル化時間が20〜600分の硬化性樹脂を適用してよい。なお、ゲル化時間の測定方法としては動的粘弾性測定を用いることができる。このような測定を行うために、例えば、ARESレオメータ(TA Instruments社製)を用いることができる。粘度の上昇開始から、貯蔵弾性率と損失弾性率が一致するまでの時間をゲル化時間として取得することができる。   As described above, in the winding step, gelation of the curable resin in the laminated fiber bundle layer 5 simultaneously with the winding of the fiber bundle 10 is a gelation time until gelation as a curable resin. Is possible by using a short curable resin. That is, when the fiber bundle 10 is wound around the liner 2 by taking into consideration the relationship between the winding time, other work time, and the like, and the gelling time, gelation can be performed in the laminated fiber bundle 10. A curable resin is used. The gelation time is the time required for the viscosity to reach the threshold value TL1 from the time when the increase in the viscosity of the curable resin is started, as shown in FIG. 6 (indicated by t1 in FIG. 6). ) Although not particularly limited, a curable resin having a gelation time of 20 to 600 minutes under normal temperature (20 to 25 ° C.) conditions may be applied. As a method for measuring the gelation time, dynamic viscoelasticity measurement can be used. In order to perform such a measurement, for example, an ARES rheometer (manufactured by TA Instruments) can be used. The time from the start of the increase in viscosity until the storage elastic modulus and the loss elastic modulus coincide can be obtained as the gelation time.

硬化性樹脂の種類としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂等を採用してよい。また、硬化性樹脂の分子構造としては、例えば、エポキシ樹脂の場合、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等を採用してよい。また、硬化性樹脂に加える硬化剤としては、例えば、エチレンジアミン等の脂肪族アミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン、メタフェニレンジアミンまたはジアミノジフェニルスルフォン等の芳香族アミン、ピペリジンまたはジアザピシクロウンデセン等の第一、第三アミン、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の酸無水物硬化剤等を採用してよい。   As the type of curable resin, phenol resin, urea resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, polyimide resin, bismaleimide resin, polyimide resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, epoxy resin, or the like may be used. As the molecular structure of the curable resin, for example, in the case of epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, etc. are adopted. You can do it. Examples of the curing agent added to the curable resin include aliphatic amines such as ethylenediamine, aliphatic polyamines such as diethylenetriamine, aromatic amines such as metaphenylenediamine or diaminodiphenylsulfone, piperidine, diazapicycloundecene, and the like. An acid anhydride curing agent such as primary amine, tertiary amine, and methyltetrahydrophthalic anhydride may be employed.

図4及び図5に示すように、外周側の繊維束層5では硬化性樹脂をゲル化させず、内周側の繊維束層5では硬化性樹脂をゲル化させる状態とすることは、外周側の繊維束層5内の硬化性樹脂のゲル化進行開始のタイミングと、内周側の繊維束層5内の硬化性樹脂のゲル化進行開始のタイミングとを調整することによって可能となる。ゲル化進行開始のタイミングとは、ゲル化へ向かって硬化性樹脂の粘度の上昇が開始するタイミングであり、図6においては「0」に該当するタイミングである。上述のように、ゲル化時間が予め設定された硬化性樹脂を用いるため、先にライナ2に巻き付ける内周側の繊維束層5の硬化性樹脂については、外周側の繊維束層5の硬化性樹脂よりも、ゲル化進行開始のタイミングを早くする。   As shown in FIGS. 4 and 5, the fiber bundle layer 5 on the outer peripheral side does not gel the curable resin, and the fiber bundle layer 5 on the inner peripheral side gels the curable resin. This can be achieved by adjusting the timing of the start of gelation of the curable resin in the fiber bundle layer 5 on the side and the timing of the start of gelation of the curable resin in the fiber bundle layer 5 on the inner peripheral side. The timing for starting the gelation is the timing when the viscosity of the curable resin starts to increase toward gelation, and is the timing corresponding to “0” in FIG. 6. As described above, since a curable resin having a gelation time set in advance is used, the curable resin of the inner peripheral side fiber bundle layer 5 wound around the liner 2 first is cured of the outer peripheral side fiber bundle layer 5. The timing of the start of gelation is made earlier than the functional resin.

硬化性樹脂のゲル化進行開始のタイミングを調整する方法は、特に限定されるものではなく、あらゆる方法を採用可能である。例えば、製造装置100において、繊維束供給部150における温度条件が常温であり、巻き付け部160における温度条件も常温である場合、次のような方法を採用してよい。すなわち、繊維束供給部150にセットされる前段階においては、ボビン101は冷蔵庫などの低温環境下に貯蔵されており、セットする際に当該冷蔵庫などから取り出す。取り出し後、ボビン101が常温となり、含浸されている硬化性樹脂の粘度の上昇が開始する時点が、硬化性樹脂のゲル化進行開始のタイミングとなる。ここで、一つ(又は複数)のパターン層30を形成するには複数組のボビン101が用いられる。すなわち、図3に示すように複数個のボビン101の組が繊維束供給部150にセットされて巻き付けを開始すると、各ボビン101の繊維束10が無くなるため、次のボビン101の組をセットする。このようなボビン101の組の取り換えを複数回行うことで一つのパターン層30が形成される。従って、使用中のボビン101の組よりも早い段階で使用されたボビン101の繊維束10で形成された繊維束層5(すなわち、内周側の繊維束層5)内の硬化性樹脂を早くゲル化させることができる。   The method for adjusting the timing of starting the gelation of the curable resin is not particularly limited, and any method can be adopted. For example, in the manufacturing apparatus 100, when the temperature condition in the fiber bundle supply unit 150 is normal temperature and the temperature condition in the winding unit 160 is also normal temperature, the following method may be employed. That is, in the stage before being set in the fiber bundle supply unit 150, the bobbin 101 is stored in a low-temperature environment such as a refrigerator, and is taken out from the refrigerator or the like when setting. The time when the bobbin 101 becomes room temperature after taking out and the viscosity of the curable resin impregnated starts to rise is the timing for starting the gelation of the curable resin. Here, a plurality of sets of bobbins 101 are used to form one (or a plurality of) pattern layers 30. That is, as shown in FIG. 3, when a set of a plurality of bobbins 101 is set on the fiber bundle supply unit 150 and winding is started, the fiber bundle 10 of each bobbin 101 is lost, and the next set of bobbins 101 is set. . One pattern layer 30 is formed by performing such replacement of the bobbin 101 a plurality of times. Therefore, the curable resin in the fiber bundle layer 5 (that is, the fiber bundle layer 5 on the inner peripheral side) formed by the fiber bundle 10 of the bobbin 101 used at an earlier stage than the set of the bobbins 101 in use is quickly released. It can be gelled.

また、繊維束供給部150で供給される繊維束10を冷却手段で冷却することによって、ゲル化進行開始のタイミングを調整してもよい。例えば、図3に示すように、繊維束供給部150のうち、ボビン101の配置部を冷却領域170としてよい。例えば、外部へ繊維束10を供給可能な機構を備えた冷蔵庫を用い、当該冷蔵庫の内部を冷却領域170としてよい。冷却領域170内に配置されている状態では、繊維束10内の硬化性樹脂の粘度の上昇は起こらず、繊維束10がボビン101から引き出されて冷却領域170の外部へ出たとき(外部へ出て、硬化性樹脂の温度が所定の温度まで上昇したとき)が、硬化性樹脂のゲル化進行開始のタイミングとなる。従って、内周側の繊維束層5は、早い段階で冷却領域170の外へ出てライナ2に巻き付けられた繊維束10によって形成されているため、外周側の繊維束層5よりも早くゲル化させることができる。冷却手段によって、繊維束10を−25〜10℃に冷却してよい。以上のように、繊維束供給部150において供給される前の繊維束10の硬化性樹脂は、冷却手段で冷却されることにより、粘度の上昇が抑えられる。従って、ゲル化へ向かって硬化性樹脂の粘度が上昇し始めるタイミングを調整することができる。   Moreover, you may adjust the timing of a gelatinization progress start by cooling the fiber bundle 10 supplied with the fiber bundle supply part 150 with a cooling means. For example, as shown in FIG. 3, the arrangement portion of the bobbin 101 in the fiber bundle supply unit 150 may be a cooling region 170. For example, a refrigerator having a mechanism capable of supplying the fiber bundle 10 to the outside may be used, and the inside of the refrigerator may be the cooling region 170. In the state of being arranged in the cooling region 170, the viscosity of the curable resin in the fiber bundle 10 does not increase, and when the fiber bundle 10 is pulled out from the bobbin 101 and goes out of the cooling region 170 (outside) When the temperature of the curable resin rises to a predetermined temperature), the timing for starting the gelation of the curable resin starts. Therefore, since the inner fiber bundle layer 5 is formed by the fiber bundle 10 that goes out of the cooling region 170 and is wound around the liner 2 at an early stage, the gel bundle is faster than the outer fiber bundle layer 5. It can be made. The fiber bundle 10 may be cooled to −25 to 10 ° C. by a cooling means. As described above, the curable resin of the fiber bundle 10 before being supplied in the fiber bundle supply unit 150 is cooled by the cooling unit, thereby suppressing an increase in viscosity. Therefore, the timing at which the viscosity of the curable resin starts to increase toward gelation can be adjusted.

また、繊維束10に含浸される硬化性樹脂として、常温では粘度が上昇せず(あるいは、上昇するとしても緩やかに上昇する)、常温よりも高い所定の温度条件下におけるゲル化時間が短いものを採用すると共に、巻き付け部160に加熱手段(不図示)を設けることによって、ゲル化進行開始のタイミングを調整してもよい。すなわち、繊維束供給部150では繊維束10内の硬化性樹脂の粘度の上昇は起こらず、巻き付け部160でライナ2に巻き付けられて、硬化性樹脂が所定の温度となったときが、硬化性樹脂のゲル化進行開始のタイミングとなる。従って、内周側の繊維束層5は、早い段階で巻き付け部160で高い温度となった繊維束10によって形成されているため、外周側の繊維束層5よりも早くゲル化させることができる。加熱手段として、ライナ2内部に温風を通過させる機構や、ライナ2の外周側から熱を供給する機構を採用してよい。加熱手段によって、繊維束10の硬化性樹脂を40〜60℃に加熱してよい。なお、このような巻き付け部160側に加熱手段を設ける一方、繊維束供給部150に上述のような冷却手段を設けてもよい。   Further, as the curable resin impregnated in the fiber bundle 10, the viscosity does not increase at room temperature (or increases slowly even if it increases), and the gelation time under a predetermined temperature condition higher than room temperature is short In addition, the timing of the start of gelation may be adjusted by providing a heating means (not shown) in the winding part 160. That is, in the fiber bundle supply unit 150, the viscosity of the curable resin in the fiber bundle 10 does not increase, and the curable resin is wound around the liner 2 by the winding unit 160 and the curable resin reaches a predetermined temperature. This is the timing for starting the gelation of the resin. Therefore, since the fiber bundle layer 5 on the inner peripheral side is formed by the fiber bundle 10 having a high temperature at the winding portion 160 at an early stage, it can be gelled earlier than the fiber bundle layer 5 on the outer peripheral side. . As a heating unit, a mechanism that allows warm air to pass inside the liner 2 or a mechanism that supplies heat from the outer peripheral side of the liner 2 may be employed. You may heat the curable resin of the fiber bundle 10 to 40-60 degreeC with a heating means. In addition, while providing a heating means in the winding part 160 side, you may provide the above cooling means in the fiber bundle supply part 150. FIG.

次に、本実施形態に係る複合容器1の製造方法、及び製造装置100の作用・効果について説明する。   Next, the manufacturing method of the composite container 1 according to the present embodiment and the operation and effect of the manufacturing apparatus 100 will be described.

まず、複合容器の製造方法においては、繊維束の硬化性樹脂同士の馴染みを良くするために硬化性樹脂の粘度を低く設定する場合がある。しかしながら、従来の製造方法においては、硬化性樹脂の粘度が低い場合、繊維束を巻き付けて繊維束層を積層させていくと、締付力の影響によって内周側の繊維束層の繊維束に緩みや蛇行が発生する場合があった。これにより、複合容器の強度が低下する場合があった。   First, in the composite container manufacturing method, the viscosity of the curable resin may be set low in order to improve the familiarity between the curable resins of the fiber bundle. However, in the conventional manufacturing method, when the viscosity of the curable resin is low, when the fiber bundle layer is laminated by winding the fiber bundle, the fiber bundle of the inner peripheral side fiber bundle layer is affected by the tightening force. Looseness and meandering may occur. Thereby, the intensity | strength of the composite container may fall.

一方、本実施形態に係る複合容器1の製造方法では、巻き付け工程において、繊維束10の巻きつけと同時に、積層された繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させている。従って、新たな繊維束10Aが巻き付けられても、内周側の繊維束層5の硬化性樹脂がゲル化しているため当該繊維束層5中の繊維束10をゲル化した硬化性樹脂で支持することができる。また、新たに繊維束10Aが巻き付けられる箇所では、少なくとも巻き付けに係る繊維束と当接する繊維束層5B内の硬化性樹脂をゲル化させず、且つ、繊維束層5Bよりも内周側の何れかの繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させている。従って、新たな繊維束10Aの硬化性樹脂と繊維束層5B内の硬化性樹脂とを十分に馴染ませることができる一方、繊維束層5Bより内周側の繊維束層5では、締付力による繊維束10の緩みや蛇行を抑制することができる。以上により、複合容器1の強度を向上させることができる。   On the other hand, in the manufacturing method of the composite container 1 according to the present embodiment, the curable resin in the laminated fiber bundle layer 5 is gelled simultaneously with the winding of the fiber bundle 10 in the winding step. Therefore, even when a new fiber bundle 10A is wound, the curable resin of the inner fiber bundle layer 5 is gelled, so the fiber bundle 10 in the fiber bundle layer 5 is supported by the gelled curable resin. can do. Further, at a position where the fiber bundle 10A is newly wound, at least the curable resin in the fiber bundle layer 5B that comes into contact with the fiber bundle related to the winding is not gelled, and any of the inner peripheral side of the fiber bundle layer 5B The curable resin in the fiber bundle layer 5 is gelled. Accordingly, the curable resin of the new fiber bundle 10A and the curable resin in the fiber bundle layer 5B can be sufficiently mixed, while the fiber bundle layer 5 on the inner peripheral side of the fiber bundle layer 5B has a tightening force. It is possible to suppress loosening and meandering of the fiber bundle 10 due to. As described above, the strength of the composite container 1 can be improved.

また、本実施形態に係る複合容器の製造装置100において、巻き付け部160は、繊維束10の巻き付けと同時に、積層された繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させる。従って、新たな繊維束10Aが巻き付けられても、内周側の繊維束層5の硬化性樹脂がゲル化しているため当該繊維束層5中の繊維束10をゲル化した硬化性樹脂で支持することができる。従って、締付力による繊維束10の緩みや蛇行を抑制することができる。繊維束供給部150において供給される前の繊維束10の硬化性樹脂は、冷却手段で冷却されることにより、粘度の上昇が抑えられる。従って、ゲル化へ向かって硬化性樹脂の粘度が上昇し始めるゲル化進行開始のタイミングを調整することができ、繊維束層5内の硬化性樹脂をより確実にゲル化させることができる。以上により、複合容器1の強度を向上させることができる。   In the composite container manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment, the winding unit 160 gels the curable resin in the laminated fiber bundle layer 5 simultaneously with the winding of the fiber bundle 10. Therefore, even when a new fiber bundle 10A is wound, the curable resin of the inner fiber bundle layer 5 is gelled, so the fiber bundle 10 in the fiber bundle layer 5 is supported by the gelled curable resin. can do. Therefore, loosening and meandering of the fiber bundle 10 due to the tightening force can be suppressed. The curable resin of the fiber bundle 10 before being supplied in the fiber bundle supply unit 150 is cooled by the cooling means, so that an increase in viscosity is suppressed. Therefore, it is possible to adjust the timing of the start of the gelation progress in which the viscosity of the curable resin starts to increase toward gelation, and the curable resin in the fiber bundle layer 5 can be gelled more reliably. As described above, the strength of the composite container 1 can be improved.

本実施形態に係る複合容器の製造方法では、巻き付け工程においては、繊維束10の巻き付けに要する時間と硬化性樹脂のゲル化に要する時間との関係性を調整することによって、繊維束10の巻きつけと同時に、積層された繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させている。例えば、硬化性樹脂のゲル化に要する時間に対して、繊維束10の巻き付けに要する時間をコントロールすることで、使用する硬化性樹脂がゲル化するのに要する時間に見合った製造時間をコントロールすることが可能となる。または、繊維束10の巻き付けに要する時間を鑑みて、硬化性樹脂の選定を行うことによって、ゲル化に要する時間を調整してもよい。このように、巻き付けに要する時間と硬化性樹脂のゲル化に要する時間との関係性を調整することで、新たに繊維束10Aが巻き付けられる箇所では、少なくとも巻き付けに係る繊維束と当接する繊維束層5B内の硬化性樹脂をゲル化させず、且つ、繊維束層5Bよりも内周側の何れかの繊維束層5内の硬化性樹脂をゲル化させることが可能となる。また、硬化性樹脂のゲル化が早く、巻き付けに要する時間をコントロールするだけでは上述のようなゲル化を行うことが困難な場合などは、繊維束供給部250において繊維束10が巻かれているボビン101を冷却手段で冷却することによって硬化性樹脂のゲル化に要する時間を調整してもよい。なお、ボビン101を冷却する方法は、トウプリプレグを用いたDry法に限定されるものではなく、レジンバスを用いたWet法に適用してもよい。ただし、Wet法においてボビン101を冷却する場合、レジンバスも合わせて冷却することが好ましい。また、硬化性樹脂のゲル化が遅く、巻き付けに要する時間をコントロールするだけでは上述のようなゲル化を行うことが困難な場合などは、繊維束10を加熱することによって硬化性樹脂のゲル化に要する時間を調整してもよい。これらによって、硬化性樹脂のゲル化に要する時間を容易に調整することが可能となる。   In the method for manufacturing a composite container according to the present embodiment, in the winding step, the fiber bundle 10 is wound by adjusting the relationship between the time required for winding the fiber bundle 10 and the time required for gelling the curable resin. Simultaneously with the application, the curable resin in the laminated fiber bundle layer 5 is gelled. For example, by controlling the time required for winding the fiber bundle 10 with respect to the time required for gelling the curable resin, the manufacturing time corresponding to the time required for the curable resin to be used to gel is controlled. It becomes possible. Alternatively, the time required for gelation may be adjusted by selecting a curable resin in view of the time required for winding the fiber bundle 10. In this way, by adjusting the relationship between the time required for winding and the time required for gelation of the curable resin, at a position where the fiber bundle 10A is newly wound, at least the fiber bundle that comes into contact with the fiber bundle related to winding The curable resin in the layer 5B is not gelled, and the curable resin in any one of the fiber bundle layers 5 on the inner peripheral side of the fiber bundle layer 5B can be gelled. Further, when the gelation of the curable resin is fast and it is difficult to perform the gelation as described above only by controlling the time required for winding, the fiber bundle 10 is wound in the fiber bundle supply unit 250. You may adjust the time required for gelatinization of curable resin by cooling the bobbin 101 with a cooling means. The method for cooling the bobbin 101 is not limited to the Dry method using a tow prepreg, and may be applied to the Wet method using a resin bath. However, when the bobbin 101 is cooled in the wet method, it is preferable to cool the resin bath together. In addition, when the gelation of the curable resin is slow and it is difficult to perform the above gelation only by controlling the time required for winding, the gelation of the curable resin can be performed by heating the fiber bundle 10. You may adjust the time which takes. By these, it becomes possible to adjust easily the time required for gelatinization of curable resin.

なお、比較例に係る製造方法として、例えば、一のパターン層30を形成したら巻き付け部160を停止し、常温放置や加熱等を行うことで硬化性樹脂をゲル化させ、その後に次のパターン層30を形成するために巻き付け部160を起動させる方法が挙げられる。このような製造方法では、巻き付けと同時に硬化性樹脂をゲル化させる本実施形態に係る製造方法に比して、製造時間が長くなる。   In addition, as a manufacturing method according to the comparative example, for example, when one pattern layer 30 is formed, the winding portion 160 is stopped, and the curable resin is gelled by standing at room temperature or heating, and then the next pattern layer A method of starting the winding unit 160 to form 30 is mentioned. In such a manufacturing method, manufacturing time becomes long compared with the manufacturing method which concerns on this embodiment which makes curable resin gelatinize simultaneously with winding.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention is modified without departing from the scope described in the claims or applied to others. It may be.

例えば、上記実施形態では、巻き付け工程をトウプリプレグを用いたDry法で行ったが、レジンバスを用いたWet法で行ってもよい。図7は、変形例に係る複合容器の製造装置200の模式的な概念図である。この製造装置200は、繊維束を硬化性樹脂に含浸させながら供給して巻き付け工程を行う、いわゆるWet法のうちレジンバス法で用いられる。図7に示すように、製造装置200は、繊維束10を供給する繊維束供給部250と、繊維束10を巻き付けるための巻き付け部260と、を備えている。製造装置200の繊維束供給部250は、硬化性樹脂202を含浸させる前の原糸としての繊維束を巻廻した複数のボビン101と、硬化性樹脂202を収容したレジンバス203と、レジンバス203内で回転して繊維束に硬化性樹脂を含浸する回転ロール204と、樹脂含有量を調整する樹脂含有量調ロール206と、移動部207と、を備えている。この製造装置200による製造方法では、ボビン101から原糸としての繊維束が供給され、これら繊維束は、レジンバス203内へと案内され、該レジンバス203内にて回転可能に設けられた回転ロール204の周縁を案内されながら硬化性樹脂202が含浸される。その後、樹脂含有量調ロール206によって余剰の硬化性樹脂202が搾り取られて樹脂含有量の調整がなされ、繊維束10として後段へ供給され、ライナ2へ巻き付けられる。この製造装置200の繊維束供給部250には、繊維束10を冷却する冷却手段が設けられている。具体的には、冷却手段として、レジンバス203に取り付けられたチラー270等が採用される。以上のように、繊維束供給部250において供給される前の繊維束10の硬化性樹脂は、冷却手段で冷却されることにより、粘度の上昇が抑えられる。従って、ゲル化へ向かって硬化性樹脂の粘度が上昇し始めるタイミングを調整することができる。なお、レジンバスを用いたWet法による製造方法の場合も、ゲル化進行開始のタイミングを調整する方法は、冷却手段を用いた方法に限らない。例えば、レジンバス203に入れる硬化性樹脂を冷蔵庫などに保存しておき、一つのパターン層30(又は複数のパターン層30)を形成する間に新たな硬化性樹脂を冷蔵庫から取り出してレジンバス203に追加することで、各繊維束層のゲル化進行開始のタイミングを調整してもよい。また、上述のDry法で説明したように巻き付け部260側で加熱することでゲル化進行開始のタイミングを調整してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the winding process is performed by the Dry method using a toe prepreg, but may be performed by the Wet method using a resin bath. FIG. 7 is a schematic conceptual diagram of a composite container manufacturing apparatus 200 according to a modification. The manufacturing apparatus 200 is used in a resin bath method among so-called wet methods in which a fiber bundle is supplied while impregnated with a curable resin to perform a winding step. As illustrated in FIG. 7, the manufacturing apparatus 200 includes a fiber bundle supply unit 250 that supplies the fiber bundle 10 and a winding unit 260 that winds the fiber bundle 10. The fiber bundle supply unit 250 of the manufacturing apparatus 200 includes a plurality of bobbins 101 wound with fiber bundles as raw yarns before impregnated with the curable resin 202, a resin bath 203 containing the curable resin 202, and the resin bath 203 , A rotating roll 204 that impregnates the fiber bundle with a curable resin, a resin content adjusting roll 206 that adjusts the resin content, and a moving unit 207. In the manufacturing method using the manufacturing apparatus 200, fiber bundles as raw yarns are supplied from the bobbin 101, the fiber bundles are guided into the resin bath 203, and a rotating roll 204 provided rotatably in the resin bus 203. The resin is impregnated with the curable resin 202 while being guided around its periphery. Thereafter, the excess curable resin 202 is squeezed out by the resin content adjusting roll 206, the resin content is adjusted, supplied to the subsequent stage as the fiber bundle 10, and wound around the liner 2. The fiber bundle supply unit 250 of the manufacturing apparatus 200 is provided with cooling means for cooling the fiber bundle 10. Specifically, a chiller 270 attached to the resin bus 203 or the like is employed as the cooling means. As described above, the curable resin of the fiber bundle 10 before being supplied by the fiber bundle supply unit 250 is cooled by the cooling unit, whereby the increase in viscosity is suppressed. Therefore, the timing at which the viscosity of the curable resin starts to increase toward gelation can be adjusted. Note that, in the case of a manufacturing method based on the Wet method using a resin bath, the method for adjusting the start timing of the gelation progress is not limited to the method using the cooling means. For example, the curable resin to be put in the resin bath 203 is stored in a refrigerator or the like, and a new curable resin is taken out from the refrigerator and added to the resin bath 203 while one pattern layer 30 (or a plurality of pattern layers 30) is formed. By doing so, you may adjust the timing of the gelatinization progress start of each fiber bundle layer. Moreover, you may adjust the timing of a gelatinization progress start by heating by the winding part 260 side as demonstrated by the above-mentioned Dry method.

以下に実施例を説明する。ただし、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。   Examples will be described below. However, the present invention is not limited to these examples.

[比較例]
繊維束に含浸させる硬化性樹脂として、ゲル化時間が10000分以上のものを用いた。なお、ゲル化時間の測定方法としては動的粘弾性測定を用いた。このような測定を行うために、ARESレオメータ(TA Instruments社製)を用いた。具体的には、硬化性樹脂の種類としてエポキシ樹脂を採用し、硬化性樹脂の分子構造としてビスフェノールA型エポキシを採用し、硬化性樹脂に加える硬化剤としてアミン系化合物を採用した。また、トウプリプレグを用いたDry法によって繊維束の巻き付けを行った。繊維束供給部及び巻き付け部のいずれにおいても常温とした。全長1500mm、直径350mmのライナを用い、パターン層(ヘリカル層とフープ層を交互に設ける)の層数は100であり、一のヘリカル層内の繊維束層の層数は2〜8であり、一のフープ層内の繊維束層の層数は1〜6であった。パターン層を一つ形成するのに、ボビンの入れ替えや繊維束の付け替え等も考慮して10〜20分程度の時間を要した。この場合、最も外周側のパターン層における最も外周側の繊維束層を形成する時点で、内周側のいずれの繊維束層内の硬化性樹脂もゲル化していなかった。
[実施例]
繊維束に含浸させる硬化性樹脂として、ゲル化時間が410分のものを用いた。具体的には、硬化性樹脂の種類としてエポキシ樹脂を採用し、硬化性樹脂の分子構造としてビスフェノールA型エポキシを採用し、硬化性樹脂に加える硬化剤としてアミン系化合物を採用した。また、トウプリプレグを用いたDry法によって繊維束の巻き付けを行った。繊維束供給部及び巻き付け部のいずれにおいても常温とした。ライナの大きさやパターン層の層数等は比較例と同じ条件とした。この場合、最も外周側のパターン層における最も外周側の繊維束層を形成する時点で、内周側の半分の繊維束層内の硬化性樹脂がゲル化していた。
[Comparative example]
As the curable resin impregnated into the fiber bundle, one having a gelation time of 10,000 minutes or more was used. In addition, the dynamic viscoelasticity measurement was used as a measuring method of gelation time. In order to perform such measurement, an ARES rheometer (manufactured by TA Instruments) was used. Specifically, an epoxy resin was employed as the type of curable resin, a bisphenol A type epoxy was employed as the molecular structure of the curable resin, and an amine compound was employed as a curing agent added to the curable resin. Moreover, the fiber bundle was wound by the Dry method using a tow prepreg. Both the fiber bundle supply unit and the winding unit were at room temperature. Using a liner having a total length of 1500 mm and a diameter of 350 mm, the number of pattern layers (having helical layers and hoop layers alternately provided) is 100, and the number of fiber bundle layers in one helical layer is 2 to 8, The number of fiber bundle layers in one hoop layer was 1-6. It took about 10 to 20 minutes to form one pattern layer in consideration of replacement of bobbins and replacement of fiber bundles. In this case, at the time of forming the outermost fiber bundle layer in the outermost pattern layer, the curable resin in any of the inner fiber bundle layers was not gelled.
[Example]
As the curable resin impregnated into the fiber bundle, one having a gelation time of 410 minutes was used. Specifically, an epoxy resin was employed as the type of curable resin, a bisphenol A type epoxy was employed as the molecular structure of the curable resin, and an amine compound was employed as a curing agent added to the curable resin. Moreover, the fiber bundle was wound by the Dry method using a tow prepreg. Both the fiber bundle supply unit and the winding unit were at room temperature. The liner size, the number of pattern layers, and the like were the same as in the comparative example. In this case, at the time of forming the outermost fiber bundle layer in the outermost pattern layer, the curable resin in the inner half fiber bundle layer was gelled.

[評価結果]
比較例及び実施例に係る製造方法で製造した複合容器について、破裂試験を行った。破裂試験は水圧破壊試験で行い、設計強度に対する強度発現率を算出し強度の評価を行った。当該試験実施例に係る複合容器の強度相対値を100とした場合、比較例に係る複合容器の強度相対値は97となった。このことより、実施例に係る複合容器の方が強度が高いことが理解される。
[Evaluation results]
A burst test was performed on the composite container manufactured by the manufacturing method according to the comparative example and the example. The burst test was performed by a hydraulic fracture test, and the strength expression rate relative to the design strength was calculated to evaluate the strength. When the relative strength value of the composite container according to the test example was 100, the relative strength value of the composite container according to the comparative example was 97. From this, it is understood that the composite container according to the example has higher strength.

1…複合容器、2…ライナ、3…強化層、5…繊維束層、10…繊維束、30…パターン層、31…フープ層、32…ヘリカル層、100,200…製造装置、150,250…繊維束供給部、160,260…巻き付け部、170…冷却領域(冷却手段)、270…チラー(冷却手段)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Composite container, 2 ... Liner, 3 ... Reinforcement layer, 5 ... Fiber bundle layer, 10 ... Fiber bundle, 30 ... Pattern layer, 31 ... Hoop layer, 32 ... Helical layer, 100, 200 ... Manufacturing apparatus, 150, 250 ... fiber bundle supply unit, 160, 260 ... winding part, 170 ... cooling region (cooling means), 270 ... chiller (cooling means).

Claims (7)

強化層を備えた複合容器の製造方法であって、
硬化性樹脂が含浸された繊維束をライナの外周側に巻き付けることで繊維束層を形成すると共に、当該繊維束層を複数積層させる巻き付け工程を備え、
前記巻き付け工程においては、前記繊維束の巻きつけと同時に、積層された前記繊維束層内の前記硬化性樹脂をゲル化させており、
新たに前記繊維束が巻き付けられる箇所では、
少なくとも巻き付けに係る前記繊維束と当接する第1繊維束層内の前記硬化性樹脂をゲル化させず、且つ、前記第1繊維束層よりも内周側の何れかの前記繊維束層内の前記硬化性樹脂をゲル化させる、複合容器の製造方法。
A method of manufacturing a composite container having a reinforcing layer,
A fiber bundle layer is formed by winding a fiber bundle impregnated with a curable resin around the outer periphery of the liner, and a winding step of laminating a plurality of the fiber bundle layers is provided,
In the winding step, simultaneously with the winding of the fiber bundle, the curable resin in the laminated fiber bundle layer is gelled,
In the place where the fiber bundle is newly wound,
The curable resin in the first fiber bundle layer in contact with at least the fiber bundle related to the winding is not gelled, and in any one of the fiber bundle layers on the inner peripheral side of the first fiber bundle layer A method for producing a composite container, wherein the curable resin is gelled.
前記巻き付け工程では、所定の巻き付けパターンで前記繊維束を巻き付けた前記繊維束層を複数積層させることで一のパターン層を形成すると共に、当該パターン層を複数積層させ、
一の前記パターン層を形成しているとき、同一の前記パターン層における何れかの前記繊維束層内の前記硬化性樹脂をゲル化させる、請求項1に記載の複合容器の製造方法。
In the winding step, one pattern layer is formed by laminating a plurality of the fiber bundle layers around which the fiber bundle is wound in a predetermined winding pattern, and a plurality of the pattern layers are laminated,
The method for producing a composite container according to claim 1, wherein when one pattern layer is formed, the curable resin in any one of the fiber bundle layers in the same pattern layer is gelled.
前記巻き付け工程においては、前記繊維束の巻き付けに要する時間と前記硬化性樹脂のゲル化に要する時間との関係性を調整することによって、前記繊維束の巻きつけと同時に、積層された前記繊維束層内の前記硬化性樹脂をゲル化させる、請求項1又は2に記載の複合容器の製造方法。   In the winding step, by adjusting the relationship between the time required for winding the fiber bundle and the time required for gelation of the curable resin, the fiber bundle stacked simultaneously with the winding of the fiber bundle. The manufacturing method of the composite container of Claim 1 or 2 which makes the said curable resin in a layer gelatinize. 前記巻き付け工程では、前記ライナへ巻き付ける前記繊維束を繊維束供給部から供給し、
前記繊維束供給部では前記繊維束を冷却手段によって冷却する、請求項1〜3の何れか一項に記載の複合容器の製造方法。
In the winding step, the fiber bundle wound around the liner is supplied from a fiber bundle supply unit,
The method for manufacturing a composite container according to any one of claims 1 to 3, wherein the fiber bundle supply unit cools the fiber bundle by a cooling unit.
前記巻き付け工程では、前記繊維束供給部において前記繊維束が巻かれているボビンを前記冷却手段で冷却することによって、前記硬化性樹脂のゲル化に要する時間を調整する、請求項4に記載の複合容器の製造方法。   5. The winding process according to claim 4, wherein in the winding step, the time required for gelation of the curable resin is adjusted by cooling the bobbin around which the fiber bundle is wound in the fiber bundle supply unit with the cooling unit. A method for manufacturing a composite container. 前記巻き付け工程では、前記繊維束を加熱することによって前記硬化性樹脂のゲル化に要する時間を調整する、請求項1〜5の何れか一項に記載の複合容器の製造方法。   In the said winding process, the time required for gelatinization of the said curable resin is adjusted by heating the said fiber bundle, The manufacturing method of the composite container as described in any one of Claims 1-5. 強化層を備えた複合容器の製造装置であって、
硬化性樹脂が含浸された繊維束をライナの外周側に巻き付けることで繊維束層を形成すると共に、当該繊維束層を複数積層させる巻き付け部と、
前記ライナへ巻き付ける前記繊維束を供給する繊維束供給部と、を備え、
前記繊維束供給部には、前記繊維束を冷却する冷却手段が設けられ、
前記巻き付け部は、前記繊維束の巻き付けと同時に、積層された前記繊維束層内の前記硬化性樹脂をゲル化させる、複合容器の製造装置。
An apparatus for manufacturing a composite container having a reinforcing layer,
A fiber bundle layer is formed by winding a fiber bundle impregnated with a curable resin around the outer periphery of the liner, and a winding part for laminating a plurality of the fiber bundle layers;
A fiber bundle supply unit that supplies the fiber bundle wound around the liner,
The fiber bundle supply unit is provided with a cooling means for cooling the fiber bundle,
The said winding part is a manufacturing apparatus of the composite container which gelatinizes the said curable resin in the laminated | stacked said fiber bundle layer simultaneously with winding of the said fiber bundle.
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