JPH0368261B2 - - Google Patents

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JPH0368261B2
JPH0368261B2 JP58086520A JP8652083A JPH0368261B2 JP H0368261 B2 JPH0368261 B2 JP H0368261B2 JP 58086520 A JP58086520 A JP 58086520A JP 8652083 A JP8652083 A JP 8652083A JP H0368261 B2 JPH0368261 B2 JP H0368261B2
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JP
Japan
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ribbon
mandrel
elastomer
manufacturing
curable
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JP58086520A
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JPS5934070A (ja
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Deebitsudo Maakusu Jon
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Hercules LLC
Original Assignee
Hercules LLC
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Publication date
Application filed by Hercules LLC filed Critical Hercules LLC
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Publication of JPH0368261B2 publication Critical patent/JPH0368261B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/602—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels for tubular articles having closed or nearly closed ends, e.g. vessels, tanks, containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/581—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using sheets or strips consisting principally of plastics material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2009/00—Layered products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2154—Winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、エラストマーで裏打ちされたレジン
とフイラメントからなるシエルを有するロケツト
モータケース等の合成樹脂製容器を製造する方法
に関する。さらに詳細に述べると、本発明は、硬
化した又は硬化可能なエラストマーがライナーを
形成すべく使用されているこれらエラストマーで
裏打ちされた容器を製造する方法に関する。 合成ロケツトモータケースのエラストマーライ
ナーは、２つの大きな作用を行なう。第１は、ラ
イナーがケースを推進薬から熱的に保護する作用
であり、第２は、ケースを密封して推進ガスが漏
れ出さないようにする作用である。合成樹脂製ケ
ースを使用する大きなロケツトモータに対して
は、現在のところライナー製造方法として２つの
方法が存在する。第１は、合体した一対の金属ダ
イの中に生ゴムストツクをモールド成形する方法
であり、第２は、生ゴムシートを手作業で付着さ
せ、しかる後加硫し、そして最終的な寸法を得る
べく研磨加工する方法である。いずれの方法にお
いても、ライナーは、重ね継き作業、手作業によ
る研磨、接着、及び防縮加工等種々の作業を行な
うケース巻き付けマンドレル上に（又は、作業を
終えたケース内に）、隣接して位置決めされる。
これら製造方法は、(a)大きな設備投資が必要であ
ること、(b)広範囲にわたつてツール決めを正確に
行なわなければならないこと、(c)迅速且つ安価に
デザイン変更することができない製品に対しては
そのリード時間が長くかかること、そして、(d)労
働集約的であるため製造コストが高くなる等の欠
点を有している。 米国特許第3303079号は、エラストマーで裏打
ちされたロケツトモータケースの準備段階に関す
るものである。この特許は、カレンダー作業を行
なつたゴムシートをマンドレル上に載せ、それに
よりライナーに対するエラストマー先駆体層を形
成する技術を開示している。このライナーは、マ
ンドレルの外形に従うように初めに切断される。
エラストマー層は、レジン及びフイラメントの巻
かれたシエル内に埋設され、エラストマーで裏打
ちされた容器を提供すべく一緒に硬化される。カ
レンダー加工されたシートを手作業でマンドレル
の周囲に載置する作業は、極めて労働集約的であ
り、且つ２枚以上のエラストマーシートを厚く積
み重ねる場合、あるいはマンドレルの外形に従つ
て正確に、しかし種々の厚さにカバーする場合に
非常に困難なものとなる。 本発明は、熱硬化マトリツクス内のフイラメン
トの一体的シエルにより囲まれたエラストマー裏
打合成樹脂製容器又はその曲線部分を製造するた
めの方法であつて、 それ自身粘着性を有する硬化可能なエラストマ
ーからなる薄いリボンを供給するための手段を提
供する行程； 上記容器の全体又はその曲線部分のライナーを
形成するような形状になされた、中心回転軸を有
するマンドレルに上記リボンを供給するためのア
プリケータを提供する行程； 上記マンドレルの第１の表面部分に上記リボン
を固定する行程； 上記リボンを上記アンプリケータに充分な割合
で供給し、上記リボンが上記マンドレルの上記第
１の表面部分から上記中心回転軸の周囲をほぼ円
周方向に付与されるようにしつつ、上記マンドレ
ルと上記アプリケータとを上記中心軸を中心とし
て相対的に回転する行程； 上記アプリケータを上記中心軸に対して相対的
に移動させ、上記マンドレルの周囲に隣接して載
置された上記リボンの一体的セグメントに対しほ
ぼ円周方向にリボンを載置し、上記マンドレルの
全体又はその一部分をカバーする硬化可能なエラ
ストマー層を提供するように一体的に接着させつ
つ、上記中心軸を中心とする相対的回転運動及び
上記リボンの上記アプリケータへの供給を続ける
行程；そして、 上記容器の全体又はその一部分のためのライナ
ーを提供すべく上記硬化可能なエラストマー層を
硬化させる行程； を含んでなる製造方法を提供する。 実施例の説明： 第１図に、本発明にかかる具体例を実施するの
に使用されるロケツトモータケースのエラストマ
ーライナーを製造する装置１０が図示されてい
る。装置１０は、硬化可能なエラストマーからな
る連続的な粘性のあるリボン１２を供給し、しか
る後、これをマンドレル１４上のこのライナーに
対するエラスマー層先駆体になるようにせしめ
る。第２図、第３図、第４図及び第５図は、装置
１０の操作及びその操作によつて得られる結果物
を図示している。 一般的に、装置１０は、リボン供給作用と、ラ
イナーのエラストマー層先駆体形成作用とを行な
う。リボン供給作用は、リボン供給装置１６によ
つて行なわれる。先駆体形成作用は、リボンシエ
ーピング装置１８によつて行なわれる。制御装置
２０は、装置１６，１８間のリボンの等速度関係
及びその傾きを制御する。制御装置１０は、プロ
グラム化されており、それにより最初の取り付け
が終つた後、自動的にこれら等速度関係及びその
傾きを調節するようになされている。 第１図に図示されているリボン供給装置１６の
発射装置２２は、硬化可能なエラストマーからな
る薄い粘性のあるリボン１２をそのエラストマー
供給ストツク２１から送り出す。粘性のあるリボ
ン１２は、送り込みライン２４を通つて、ローラ
ーシステム２８を支持するアプリケーターヘツド
２６に進む。アプリケーターヘツド２６は、リボ
ン１２をマンドレル１４に傾斜して供給するため
のものである。マンドレル１４は、かかる供給行
程中マンドレルの軸３０を中心として回転する。
リボン１２は、マンドレル１４の表面が隣接する
アプリケータのローラーシステム２８上を移動す
る速度とほぼ等しい速度で供給されるたとえば、
約50フイート／分（15.3ｍ／分）から250フイー
ト／分（76.6ｍ／分）の間の速度で発射装置２２
から送り出される。マンドレル表面のアプリケー
ターのローラーシステム２８に対する移動速度に
より、リボンの厚さは制御される。リボン１２の
温度は、発射装置２２内の温度及びその形成体２
３の温度を維持し、かつ制御する温度制御せしめ
られる。 アプリケーターヘツド２６は、アプリケーター
ヘツド用台座３２によつて支持されており、この
アプリケーターヘツド用台座３２は、移動装置用
台座３４に支持されている。移動装置用台座３４
は、アプリケーターヘツド２６がマンドレルの軸
３０に平行に移動することができるようにガイド
レール３６にそつて移動可能とされている。 アプリケーターヘツド２６は、アプリケーター
ヘツド用台座３２がホイール３８の下側に形成さ
れた溝（図示されていない）内で回転することに
より、円弧上に移動可能とされている。アプリケ
ーターヘツド２６のローラーシステム２８は、ア
プリケーターヘツド２６内に設けられた空気負荷
ピストン（図示されていない）によつて移動可能
とされている。空気負荷ピストンは、上述した円
弧にそつて移動している間、マンドレル１４の形
状により加えられる圧力に応答する。 リボン供給装置１６は、カリフオルニア州サン
タアナのAMFコーポレーシヨンより販売されて
いる“モデル601オーピツトリードヒユーダイア
システム（登録商標）”を適用することができる。
モデル601システムは、アプリケーターヘツド２
６及びアプリケーターヘツド用台座３２、発射装
置２２、リボン１２を正確に形成するための
AMFハイパツクシステム23（商品名）、温度制御
ユニツト２５、そして装置１８，２２，２３，２
６，３２及び３４を等時制御するためのAMF′s
スピンシンクエレクトロニツクシステム（商品
名）を含む制御装置２０を有している。移動装置
用台座３４は、高分子ケース製造工程において用
いられるベーシツクフイラメント巻き付けプロセ
ス用の、たとえばハーキユルス社あるいはAMF
社から販売されているロールカバリング装置（た
とえば、シリーズ2000）を採用することができ
る。ハーキユルス社の装置は、アプリケーターヘ
ツドの３軸調整、すなわちマンドレルの軸３０に
平行及び垂直な方向及びマンドレルのドーム型表
面に平行な円弧方向の調整を提供する。AMF社
の装置は、これら調節の内、最初の２つのみを行
なうことができる。リボンのシエーピング装置１
８は、装置１６の所定の部分に同期連結するよう
に必要な修正を行なつたフアイバー巻き付け高分
子ケースの製造に用いられているマンドレル回転
装置からなつている。マンドレル１４をマンドレ
ルの軸３０を中心として回転するモーターは、装
置１６の制御装置２０によつて制御されている。
装置１８は、またタイヤのカーカスを回転するの
に使用するAMF社のスピンステーシヨンを修正
したものを用いることもできる。たとえば、モデ
ル510及び601等のAMFオービツトリードシステ
ム（商品名）等を用いることができる。 装置１６（３４を含む）及び１８は、粘着性の
あるリボンをマンドレルに正確に供給するための
一つの装置を含んでいる。すなわち、広範囲の直
径及び長さ、そしてかかるリボンを種々の厚さ、
たとえば0.040インチ（1.06mm）の最少厚さまで
形成することができる。圧力容器（たとえばロケ
ツトモータケース）を形成するのに使用する装置
が含まれている。 装置１６，１８に適した機械的リンク機構、電
気適制御及びそれらの監視装置が、たとえば米国
特許第3843482号；第3901256号；第4062716号；
第4155789号及び第4209009号に開示されている。
その他の文献として、カリフオルニア州サンタア
ナ、3705サンフラワーアベニユーのAMF社がコ
ピーライトを有している“オービツトリード510
及び520OTRレドリーデイングシステム”、
“AMFタイヤイクイツプメントハイパツクシステ
ム”、“AMFニユータイヤシステム”、“AMFスピ
ンシンエレクトロニツクシステム”及び“ロール
カバリング装置”というタイトルの商品説明書が
存在する。 第２図は、エラストマー層４０を支持するマン
ドレル１４（共に部分的に断面で示されている）
を図示している。このエラストマー層は、本発明
を実施することによりマンドレル１４の表面に載
置される。エラストマー層４０は、前述した本発
明の第１の２つの実施例においてライナーに対す
る硬化可能なエラストマー先駆体層となる。断面
は、マンドレルの軸３０に平行な直線にそつて、
マンドレル１４及びエラストマー層４０を貫通し
て部分的にとられている。第３図は、エラストマ
ー層４０をつくり上げている積層せしめられたリ
ボンセグメントの詳細断面図である。リボンの断
面厚さは、図面をわかりよくするためにいくぶん
誇張して図示されている。第２図のエラストマー
層４０は、前方補強メタルリング４２から後方補
強メタルリング４４まで連続的にのびている。前
方及び後方補強リング４２，４４は、たとえばア
ルミニユウム等の金属により製造することができ
るが、他の適当な材料を使うこともできる。前方
及び後方補強リング４２，４４は、それぞれあら
かじめモールド成形せしめられた前方及び後方エ
ラストマーアダプタ４６，４８を含んでいる。ボ
ルトあるいはその他の締結手段が、これら補強リ
ング４２，４４をマンドレル１４の各端部に固定
している。 エラストマー層４０の厚さは、第３図に図示さ
れているように、前方及び後方補強金属リング４
２，４４の間で変化している。エラストマー層４
０の厚さは、あらかじめモールド成形されたエラ
ストマーアダプター４６，４８の位置における約
１インチ（2.54cm）の厚さから、マンドレル１４
の接線５０，５２のはじまる位置、あるいは接線
５０，５２の間の所定の位置における約0.040イ
ンチ（1.016mm）まで変化する。 マンドレル１４は、エラストマー層４０を取り
付けられる前に取り付けられたテフロン（登録商
標）剥離物質の薄いコーテイングを有している。
このテフロン剥離物質には、たとえば商品名“ロ
ッグマイルオーリボンドエラストマー接着材料”
等の接着剤の薄いコーテイング層が被覆されてい
る。あるいは、マンドレル１４はリボン１２がマ
ンドレル１４上にのせられた時、リボン１２（第
１図参照）を摩擦把持する粗い表面を有するよう
にすることができる。粗い表面は、典型的には標
準的な剥離剤のコーテイングを有している。 エラストマー層４０のマンドレル１４に取り付
ける場合、前方または後方エラストマーアダプタ
４６，４８のいずれかからはじめ、マンドレル１
４のドーム部分にリボン１２を載置し続けること
によつて行なわれる。ドーム形状が変わつた場
合、もう一方のエラストマーアダプターからリボ
ン１２をカバーしはじめる。前方及び後方の接線
５０，５２の間のマンドレル１４のほぼシリンダ
ー状のセクシヨンが、エラストマーによつてカバ
ーせしめられる。このほぼシリンダー状のセクシ
ヨンは、しかしながらドームのいずれかをカバー
する前に、その全体あるいは一部分をエラストマ
ーによつてカバーすることができる。 マンドレル１４のドームをリボンでカバーする
場合、リボン１２は、はじめエラストマーアダプ
ターに接着せしめられる。エラストマーアダプタ
ー４６，４８のいずれか、または両方は、硬化し
たまたは未硬化のエラストマーとすることができ
る。これらのエラストマーアダプター４６，４８
が硬化したエラストマーである場合、未硬化のリ
ボン１２に対する接着は、ハグソンケミカル社か
ら販売されている商品名“ケムロツグ”等のエラ
ストマー接着材料を使用することによつて行なう
ことができる。しかる後、マンドレル１４はリボ
ンがこのエラストマーアダプターに隣接するドー
ムの頂点部分の周囲に供給され、かつ載置せしめ
られるように回転せしめられる。 第３図は、リボン１２のどのようにドーム及び
マンドレル１４のほぼシリンダー状のセクシヨン
上に載置せしめられるかを図示している。したが
つてこの図面には、リボン１２の積層せしめられ
たセグメントがその横断面図で示されている。リ
ボンセグメント５４，５６，５８，６０等は、そ
れらのほぼ端縁のみにおいてマンドレル１４に載
置せしめられている。リボンセグメント６２，６
４，６６，６８等は、マンドレル１４に対してほ
ぼ平らに載置せしめられている。ドーム形状部分
における端縁接触からシリンダー状セクシヨンに
おける平坦接触への遷移は、第３図に図示されて
いるように徐々に行なうことができる。アプリケ
ーターヘツド２６（第１図参照は、リボンセグメ
ント５４，５６，５８，６０，６２，６４，６６
及び６８等のマンドレル１４に対するこれら傾き
を与えるものである。 第４図は、リボン１２をマンドレル１４のドー
ムセクシヨン７０に取り付けるのに使用する装置
１０（第１図参照）の１部分を絵画的に図示して
いる。第５図は、リボン１２をドームセクシヨン
の一部分に供給するアプリケーターのローラーシ
ステム２８（第１図参照）を示す図面である。 第４図に図示された装置１０のアプリケーター
ヘツド２６は、リボン１２をマンドレル１４のド
ームセクシヨンに供給するに際し、直線３１（軸
３０に垂直な直線）の両サイド側に±66度まで回
転することができる。アプリケーターローラーシ
ステム２８のアプリケーシヨンローラー７４は、
第４図に図示されているように、リボン１２を取
り付けるのに際して、はじめドームセクシヨン７
０の頂点部分に隣接して位置決めされる。このよ
うにしてドームセクシヨン７０へのリボン１２の
供給は、前方補強リング４２上の前方エラストマ
ーリング４６に隣接する部分よりはじめられる。 リボン１２がアアプリケーターヘツド２６に選
り出され、かつ第４図に図示されているように、
ドームセクシヨン７２に取り付けられている間、
マンドレル１４はマンドレルの軸３０を中心とし
て回転し続ける。アプリケーターヘツド２６は、
ドームセクシヨン７０の周囲を円弧状に移動し、
それによりリボン１２をマンドレルの軸３０の円
周方向に連続的に且つこのマンドレル１４の部分
上に取り付ける。マンドレルの軸３０をめぐるリ
ボン１２の各セグメントは、先行するセグメント
に隣接して詰み重ねられ、したがつてマンドレル
の軸３０をめぐり、マンドレル１４の上に載せら
れている隣接するリボン１２のセグメント上に積
層せしめられる。アプリケーターローラーシステ
ム２８の空気負荷はマンドレル１４へのリボン１
２の適正な供給を助ける。 リボン１２は、偏菱形あるはその他の横断面形
状を有しており、それにより第３図に図示されて
いるようにマンドレルの軸３０を円周方向にめぐ
つて積層せしめられた、隣接するセグメントの接
合端面を提供する。リボン１２をドームセクシヨ
ン７０上に載置した後、あるいは載置する前に、
リボン１２はマンドレル１４のほぼシリンダー状
のセクシヨンの周囲に載置せしめられる。この操
作の間、装置１６のアプリケーターヘツド２６
は、自動的にガイドレール３６（第１図参照）に
そつて移動せしめられる。 第５図は、第４図のドームセクシヨン７０にエ
ラストマー層４０を部分的に取り付けた状態を示
す正面図である。 第５図のアプリケーターのローラーシステム２
８は、方向決めローラー７４と押圧ローラー７
６，７８とから構成されている。方向決めローラ
ー７４は、リボン１２をマンドレルのドームセク
シヨン７０に対して押圧し、かつ押圧ローラー７
６，７８をそれに追従して空気がリボンの下側に
取り込まれないようにして新しく載置せしめられ
たリボンを押圧する。この圧力は、新しく載置せ
しめられたリボンのセクシヨン、たとえば５７
を、マンドレル１４のドーム７０の中心軸の周囲
に円周方向に先行して載置せしめられているリボ
ンセグメント、たとえば５５上に積み重ねる役割
を果たす。 本発明を実施するにあたり、マンドレルに供給
されるリボンは前述した如く粘性を有している。
好ましい実施例においてリボンは硬化可能なエラ
ストマーから構成されている。あるいはリボンは
硬化せしめられたエラストマーから構成すること
ができる。 ライナーを形成するため、未硬化のエラストマ
ーからなるリボンを供給する場合、以下の事柄
は、リボンを供給するための発射装置を使用する
に当たり、好ましいエラストマーを選択する場合
に好ましいとされる特性のアウトラインを提供す
る。(1)加えられる押力に耐えることができるよう
に許容限度内のグリーン強度を有すること；(2)ム
ーニー（Mooney）粘度が100℃で約10〜65の間
であること；(3)端縁を著しくフエザリング（羽毛
化）することなく供給可能であること；(4)供給中
に乾燥してしなびることがないこと；(5)ある程度
の粘性を有すること；(6)補強リング４２，４４あ
るいは硬化する高分子シエルに対しダメージを与
える可能性の存在する低圧力、低温度においては
硬化することがないこと（たとえば250〓〜350〓
（121℃〜177℃）の温度；10psig〜50psigの間）；
そして(7)油を吸収する推進剤を用いるロケツトモ
ータの場合には、オイルベースの硬化剤を使用し
ていないこと。エラストマーの粘性は、エラスト
マーにおいて本質的に有するものであるが、リボ
ンを提供すべくエラストマーを形成する際、粘性
付与剤を加えることによつて達成することができ
る。さらに粘性付与剤を加えない場合において
も、加熱することによりリボンに粘性を加え、ま
たは粘性を高めることができる。すなわち、リボ
ンをマンドレルに供給するに当り、アプリケータ
ーとリボン供給装置との間に位置決めされた加熱
トンネル等の温度制御ユニツトその他の手段を用
いることにより加熱する。さらに、リボンに粘性
を与えまたは粘性を向上させるため、リボンの表
面に接着剤を塗布することができる。 隣接する各セグメント間の粘性は、平列して積
み重ねられる幾何学的形状によつても向上せしめ
られる。かかる幾何学的形状として偏菱形形状が
ある。隣接するセグメント間の接着は、第５図の
押圧ローラー７６，７８によつてセグメントを機
械的に押圧することによつても向上することがで
きる。 第１図に図示された装置１０は、硬化可能なエ
ラストマーからなるリボンを提供すべく発射装置
を含んでいるが、本発明を実施するに際し、かか
るリボンあるいは他のリボンを提供するための他
の手段を用いることができる。たとえば、バーリ
ングトンインダストリー社から販売されているエ
ラストマーがコートせしめられているバイヤスク
ロステープは、テープの粘性を向上させるための
加熱トンネルを通つて、第１図に図示されたアプ
リケーターヘツド２６等のアプリケーターヘツド
にテープを送り出すスプールを有するような場合
に採用することができる。バイヤステープに用い
られる布としてグラフアイトあるいはケプラー
（Kevlar）布等の布が適している。本発明におい
てかかる布には硬化可能なまたは硬化せしめられ
たエラストマーがしみ込まされている。エラスト
マーに対する布の重量比としては、エラストマー
が布の約75〜125％の重量を有するものであるこ
とが好ましい。 本発明のリボンの厚さ、横断面形状及び幅は
種々変化する。一般的に前述したテープとしては
約0.008（0.203mm）〜0.010インチ（0.254mm）の間
の一定厚さを有するリボンが好ましく、一方リボ
ン送り出し形式のものにおいては、0.025〜0.050
インチ（0.635〜1.27mm）の厚さを有するもので
あることが好ましい。リボンの幅は、0.5〜2.0イ
ンチ（1.25〜5.08cm）の間であることが好ましい
が、リボンが載置せしめられるマンドレルの形状
によつて変更することができる。 鉄、アルミニウム、プラスター等従来技術にか
かるマンドレルを形成するのに用いられた材質
は、本発明のマンドレルにも使用することができ
る。しかしながら、第１及び第２の実施例におい
ては、マンドレルの材料としては、その熱膨張係
数が、フアイバー／レジンシエルの補強のため巻
きつけられるフイラメントの熱膨張係数の1.5、
好ましくは２から２以上のものから選択せしめら
れる。マンドレルは、エラストマーの硬化中、フ
イラメントの熱膨張よりもマンドレルの熱膨張の
方が大きくなるようにその内側から加熱すること
ができる。 マンドレルの周囲にエラストマー層を形成する
ようにリボンをマンドレル上に取り付けることが
終つた後、連続的なフイラメントのくずをら旋状
にエラストマー層の周囲に巻き付けることによつ
てリボンを固定することが好ましい。ら旋状に載
置せしめられたフアイバーのくずは、通常フアイ
バー／レジンシエルの補強を行なうフイラメント
を取り付ける間、あるいはその前に取り除かれ
る。 マンドレル上に載せられたエラストマーが硬化
せしめられるものであつても、あるいはそうでな
いものであつても、フイラメントは、マンドレル
の周囲にエラストマー層の上に巻き付けられ、そ
れにより容器の高分子シエルの補強を提供する。
フイラメントは、レジンをフイラメントにしみ込
ませている間、あるいはエラストマー層上にそれ
らを配置した後巻き付けることができる。 本実施例においては、エラストマー層を形成す
る硬化可能なエラストマーからなるリボンが使用
されており、この硬化可能なエラストマーは、フ
イラメントとレジンとからなるシエル層を載置し
た後硬化される。この熱硬化可能なレジンは、硬
化可能なエラストマーを硬化する前は、部分的に
硬化された状態（Ｂ−ステージ）にある。 本発明の後述する実施例又は、他の実施例にお
いて、圧力容器の合成樹脂シエルを製造するため
に通常の熱硬化可能なレジンのいずれをも使用す
ることができる。例えば、エポキシ樹脂およびビ
ニール樹脂である。好ましくは、比較的低温度、
例えば100〓（38℃）〜200〓（93℃）において、
Ｂ−ステージ状態とされるものが良い。一般的に
販売されているレジンのうち適当なものとして、
ダウ・ケミカル社製の芳香族アミン硬化剤を含む
ビスフエノールＡのジグリシジエーテルからなる
レジンがある。 部分的に硬化したレジンは、マンドレルの周囲
に巻き付けられるフイラメントのためマトリツク
スとしての役割を果たす。硬化可能なエラストマ
ー及び部分的に硬化されたレジンは、エラストマ
ーで裏打された容器を形成すべく一緒に硬化され
る。レジン及びエラストマーの硬化は、超短波又
は好ましくは200〓（93.3℃）〜400〓（204℃）
の加熱器によつて行なわれる。マンドレルとフイ
ラメントを含むシエルとの間に保持されたエラス
トマーが硬化し、しかる後、熱硬化可能なレジン
が硬化する。加圧することが必要な場合、すなわ
ち圧力がまの場合には、フイラメトを含むシエル
とマンドレルとの間が加圧され、それによつて最
終製品たるエラストマーで裏打された合成容器内
におけるエラストマーと硬化された合成樹脂製シ
エルとの一体性を向上させる。 以下の具体例は、本発明をより具体的に示すも
のであるが、本発明の技術的範囲を限定するもの
ではない。 具体例 １ 以下に示す本発明の第１の具体例は、直径30イ
ンチ（76.2cm）の鋼で、テフロン加工されたロケ
ツトモータケースマンドレルと第１図に示された
装置１０等の装置を使用したものである。 適当な寸法に形成された圧延された未硬化エラ
ストマーストツクは、直径3.5インチ（8.89cm）
の発射装置に送られる。ダイユニツトを通つて押
し出されたエラストマーは、巾約１インチ（2.54
cm）、厚さ0.07インチ（1.78mm）の薄いリボンに
なされる。リボンが供給される位置におけるマン
ドレルの線形速度がダイユニツトの出口における
リボンの線形速度と等しくなるように、リボンは
マンドレルの回転する表面上に付与される。リボ
ンは、初めにマンドレルのドーム部分の頂点に位
置された予めモールド成形されたアダプタ上に載
置され、しかる後このドーム部分の周囲に巻き付
けられる。付着厚さは、リボンの間隔（巻数／イ
ンチ）、リボンの張力、リボンの厚さ、リボンが
供給される位置におけるマンドレルの線形速度と
ダイユニツトの出口におけるリボンの線形速度と
の割合、あるいはリボンのマンドレル表面に対す
る角度等のパラメータを変えることによつて制御
することができる。以上は、AMF社により製造
されている従来周知のタイヤ製造装置（モデル
1901）を使用して行なうことができる。 発射装置の温度は、エラストマーからなるリボ
ンの粘度を大きくするように制御される。未硬化
のリボンは、リボンと開始表面部分、リボンと接
合セメント、あるいはリボンとの接合表面の接合
力により所定の位置に保持される。 エラストマーのライナーを付着し終えた時（開
始表面における未硬化部分を除く）、設計された
厚さにほぼ近い厚さの寸法がマンドレル上に供給
される。異なるデザインのものを製造する場合に
は、各ドームに対して異なる材料を使用する。マ
ンドレルは、ストリツプ巻き付け装置から取り外
される。サイズ上の制限から、この作業は、２つ
の部分からなり、後に単一のケース用マンドレル
として組み合わされる形式のものを使用して行な
う。未硬化のエラストマーは、ケブラーフアイバ
ーからなる単一のくず糸を、ラツプの間に10〜15
インチ（25.4〜38.1cm）の間隔でら旋形に巻き付
けていくことによつて、マンドレル上に固定され
る。これは、後で取り除かれる。 寸法制御された未硬化のライナー先駆体により
被覆されたマンドレルは、従来のフイラメント巻
き付け装置及びケブラーフアイバーを使用して製
造した容器、及びハーキユル社のフオーミユレー
シヨン５５Ａとして販売されているエポキシ樹脂
巻付レジンの上に載置される。 組み立てられたユニツトは、その中心軸を中心
とする回転（揺動）を与えつつ加熱器内に置かれ
る。加熱器の温度は、160〓（71.1℃）に上昇さ
れ、２時間その温度に保持される。このＢ−ステ
ージのレジンは、フアイバー材料から流れ出すこ
とはなく、圧力容器であるケースが形成される。
この段階では、ライナー材料は硬化されない。 ケースを画成するレジンを硬化させ且つライナ
ーを画成するエラストマー材料を硬化させるため
には、加熱器の温度は310〓（154.4℃）に上昇さ
れ、その温度に４時間保持される。しかる後、ユ
ニツトは常温まで冷却される。 硬化サイクルにおいて、以下の圧力（表）
が、マンドの鋼製ドームの１つと未硬化のライナ
ー先駆体との間に各挿入されたミニチユア圧力変
換器によつて検出されている。 表 状 態 圧力（psig） 巻付時のケース、未硬化のケース及びインシユ
レータ 48 硬化の終点（154.4℃） 63 硬化後及び48.9℃を通つて加熱 器温度を冷却している間 10 ケースの断面を取つて試験してみた結果、ライ
ナーは、100psiを超える圧力でプレスしながら同
様の材料を硬化させた場合とほぼ同じような固さ
に硬化されていることが分かつた。 以下の表は、硬化したストツク、未硬化のス
トツクにおけるライナーの厚さを設計寸法と比較
したものである。
【表】
【表】
【表】 インシユレイタ（ライナー）をケプラーのエポ
キシ樹脂から手で引つ張り、その接合強度を調べ
たところ良い結果が得られている。破損は、エポ
キシ樹脂内に起こり、インシユレータ内には発生
しない。次の試験より得られた90°引き剥し値は、
以下の表に示されている。 表 インシユレータ 90°引き剥し値〔psi〕 −68 ８，12 −71 26，44 制御手段として従来のEPDM−ネオプレン−
シリカ絶縁体サンプルとして用いた絶縁値雑モー
タ内で、３つのサンプルの試験を行なつた。型式
−71は、第表に図示されている如く、従来の型
式のものに比較して同様の効能を示している。
【表】 この型式に使用されるエラストマーストツクの
型式は、以下の表に示されている。
【表】
【表】 具体例 ２ エラストマーをマンドレルに付着するため具体
例１の手続を行なつた後、表の組成をエラスト
マーストツクに対して採用する。
【表】 具体例２によつて得られたライナーは、具体例
１によつて得られたものに比べて、その性能はや
や劣つている。 具体例 ３ 具体例１の手続を行なつた後、13インチ（33.0
cm）の長さのシリンダ状セクシヨンを有する直径
40インチ（101.6cm）、長さ38インチ（96.5cm）の
プラスターマンドレルが製造され、フレコート33
（商品名）が被覆される。これは、合成樹脂製ロ
ケツトモータケースの製造において代表的に使用
されるものである。米国陸軍の仕様書MIS−
30807に従つたモールド成形された硬化したイン
シユレータによつてカバーされたアダプターが、
このマンドレルのドーム部分に取り付けられる。
リボン１２に接合されるべきアダプタの表面に
は、ケムロツク接着剤236A（商品名）が被覆され
ており、30分程度の最小時間で乾燥する。 具体例１の予め圧延されたインシユレータスト
ツク型式71は、標準的なマイクロプロセツサ制御
装置２０を有する修正したAMFモデル601エラス
トマー載置システムを仕様してマンドレル上に巻
き付けられる。この制御装置２０には、特別に設
計された回転スタンドが連結されており、且つ一
定長さのリボンを送る装置を含んでいる。具体例
１の発射装置と同様の装置が用いられている。ア
プリケーターヘツドは必要に応じて試行錯誤によ
つて修正し、リボンの所定の位置決め及び粘着性
を発揮させる。制御装置内に予め定められたプロ
グラムを入力しておくことによつて、マンドレル
X002は、全行程時間23分でエラストマーが被覆
される。マンドレルX001は、実際の被覆時間17
分10秒を含む全行程時間21分20秒でエラストマー
が被覆される。 シリンダ状端部スカートを有するロケツトモー
タケースが、マンドレルX001の未硬化エラスト
マーライナー上に製造され、具体例１と同じよう
に硬化される。熱連結が、温度296〓（146.7℃）
で10時間経過した後、マンドレルとライナストツ
クとの間に形成される。10時間経過後、加熱は終
了し、装置は冷却される。マンドレルを取り外し
た後、硬化したケース及びライナー装置は
515psigで漏れが生じないかどうか耐水テストが
行なわれる。硬化したエラストマーの厚さは、非
破壊超音波測定技術によつて測定することがで
き、それを設計寸法と比較する。硬化したライナ
ーの測定点の75％以上の点において、設計寸法の
±0.020インチ（0.51mm）の範囲内に入つている。
以下にそのデータを示す。
【表】
【表】 具体例 ４ 具体例３のマンドレルX002上に未硬化のエラ
ストマーに、ブリーダ布及び真空バツグを被覆す
る。装置を圧力がま内に置き、一担真空にした
後、圧力を50psigを加える。次に、圧力源を閉
じ、装置を325〓（162.8℃）まで上昇させ、その
温度に４時間保持する。冷却して圧力がまから取
り出した後、真空バグ及びブリーダ布を硬化した
エラストマーから取り除く。硬化したエラストマ
ーの表面は、真空バツグの皺によりその表面が粗
くされている。これら表面上の粗いスポツトは、
研磨により削り取られる、機械的な測定は、マン
ドレルの最初の寸法と硬化したエラストマーの外
側表面との間の差によつて行なわれ、それによつ
てライナーの厚さを決定する。そのデータを以下
の表に示す。このデモンストレーシヨン用のユニ
ツトに対しては、正確な所望の寸法を得るための
何んらの機械加工を行なつていない。具体例３と
同じロケツトモータケースを硬化したエラストマ
ーでカバーしたマンドレル上に直接載置し、超音
波チヤンバー内で硬化させた後、マンドレルを取
り外した。
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明方法を実施する装置の概略的
な斜視図である。第２図は、マンドレル上に載置
されたロケツトモータケースライナー先駆体の断
面図であり、このライナーは第１図の装置により
製造されたものである。第３図は、ライナーを形
成すべくリボンがどのように積み重ねられるかを
示すパターンを図示した第２図のライナーの一部
分の概略図である。第４図は、本発明を使用した
ドーム形のマンドレルのセクシヨンにリボンを付
着させる位置関係を示す概略図である。そして、
第５図は、ロケツトモータケースを製造すべくマ
ンドレルのドーム部分の他の部分にエラストマー
からなるリボンを付与するためのアプリケータの
概略図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱硬化マトリツクス内のフイラメントの一体
    的シエルにより囲まれたエラストマー裏打合成樹
    脂製容器又はその曲線部分を製造するための方法
    であつて、 それ自身粘着性を有する硬化可能なエラストマ
    ーからなる薄いリボンを供給するための手段を提
    供する行程； 上記容器の全体又はその曲線部分のライナーを
    形成するような形状になされた、中心回転軸を有
    するマンドレルに上記リボンを供給するためのア
    プリケータを提供する行程； 上記マンドレルの第１の表面部分に上記リボン
    を固定する行程； 上記リボンを上記アプリケータに充分な割合で
    供給し、上記リボンが上記マンドレルの上記第１
    の表面部分から上記中心回転軸の周囲をほぼ円周
    方向に付与されるようにしつつ、上記マンドレル
    と上記アプリケータとを上記中心軸を中心として
    相対的に回転する行程； 上記アプリケータを上記中心軸に対して相対的
    に移動させ、上記マンドレルの周囲に隣接して載
    置された上記リボンの一体的セグメントに対しほ
    ぼ円周方向にリボンを載置し、上記マンドレルの
    全体又はその一部分をカバーする硬化可能なエラ
    ストマー層を提供するように一体的に接着させつ
    つ、上記中心軸を中心とする相対的回転運動及び
    上記リボンの上記アプリケータへの供給を続ける
    行程；そして、 上記容器の全体又はその一部分のためのライナ
    ーを提供すべく上記硬化可能なエラストマー層を
    硬化させる行程； を含んでなる製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の製造方法にお
    いて、 上記容器の全体又はその一部分が、ロケツトモ
    ータケースの全体又はその一部分から構成されて
    なる製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の製造方法にお
    いて、 上記形状が、上記ロケツトモータケースのドー
    ム部分を形成するドーム形状から構成されてなる
    製造方法。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の製造方法にお
    いて、 上記形状が、ほぼシリンダ状の本体から構成さ
    れてなる製造方法。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の製造方法にお
    いて、 上記マンドレルの上記第１の表面部分が、上記
    ドーム形状の頂点に位置するモールド成形された
    エラストマーリングのエラストマー表面から構成
    されてなる製造方法。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の製造方法にお
    いて、 硬化可能なエラストマーからなるリボンを供給
    するための上記手段が、発射装置から構成されて
    なる製造方法。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の製造方法にお
    いて、 硬化可能なエラストマからなるリボンを供給す
    るための上記手段が、上記硬化可能なエラストマ
    ーを支持する布スプールから構成されてなる製造
    方法。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項までのいず
    れか１項に記載の製造方法において、 フイラメント材料を巻き付けることにより、上
    記硬化可能なエラストマー層の周囲にフイラメン
    ト材料と熱硬化可能なレジンからなるシエルを形
    成する行程； 上記熱硬化可能なレジンを部分的に硬化させる
    行程；そして、 エラストマーで裏打ちされた合成樹脂製容器の
    全体又はその一部分を提供すべく硬化可能なエラ
    ストマーと部分的に熱硬化されたレジンとを硬化
    させる行程； を含んでなる製造方法。
JP58086520A 1982-05-17 1983-05-17 合成樹脂製圧力容器の製造方法 Granted JPS5934070A (ja)

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JPS5934070A JPS5934070A (ja) 1984-02-24
JPH0368261B2 true JPH0368261B2 (ja) 1991-10-25

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