JPH04329120A - フィラメントワインディング方法 - Google Patents
フィラメントワインディング方法Info
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- JPH04329120A JPH04329120A JP3098729A JP9872991A JPH04329120A JP H04329120 A JPH04329120 A JP H04329120A JP 3098729 A JP3098729 A JP 3098729A JP 9872991 A JP9872991 A JP 9872991A JP H04329120 A JPH04329120 A JP H04329120A
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Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，耐熱樹脂系複合材料製
品の製造に用いられるフィラメントワインディング方法
に関する。
品の製造に用いられるフィラメントワインディング方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】フィラメントワインディングによる成形
方法は，使用する繊維と同繊維を含浸する樹脂，及び使
用される装置によって多種多様にわたっているが，耐熱
樹脂系材料を従来一般的に行われている手法で実施した
場合について以下説明する。
方法は，使用する繊維と同繊維を含浸する樹脂，及び使
用される装置によって多種多様にわたっているが，耐熱
樹脂系材料を従来一般的に行われている手法で実施した
場合について以下説明する。
【０００３】耐熱性樹脂（耐熱エポキシ樹脂，ビスマレ
イミド樹脂など）は常温付近では固体のため，フィラメ
ントワインディング成形時に以下に示すような方法で樹
脂の低粘度化を図り，積層間のち密化を図る必要がある
。
イミド樹脂など）は常温付近では固体のため，フィラメ
ントワインディング成形時に以下に示すような方法で樹
脂の低粘度化を図り，積層間のち密化を図る必要がある
。
【０００４】（１） 加熱融解含浸方法（図６参照
）マンドレル０１に繊維０１０を巻き取る直前に，樹脂
を加熱融解した槽０９に繊維０１０を通して樹脂を繊維
に含浸させ，樹脂の低粘度状態でワインディングヘッド
０３を通してワインディングを行なう。
）マンドレル０１に繊維０１０を巻き取る直前に，樹脂
を加熱融解した槽０９に繊維０１０を通して樹脂を繊維
に含浸させ，樹脂の低粘度状態でワインディングヘッド
０３を通してワインディングを行なう。
【０００５】（２） 溶剤溶解含浸方法（図６参照
）樹脂の低粘度化に有機溶剤を用いて，前記 （１）
の方法におけると同様の方法でワインディングを行なう
。
）樹脂の低粘度化に有機溶剤を用いて，前記 （１）
の方法におけると同様の方法でワインディングを行なう
。
【０００６】（３） 加熱マンドル方式（図７参照
）前記 （１） と （２） の方法は、繊維と樹脂を
個別に用いる方法であるが、この方式はあらかじめ繊維
に樹脂を含浸させた成形素材（以下トウプレグという）
０２を用いるもので，トウプレグの樹脂の低粘度化のた
め，加熱機能を備えたマンドレル０１１にトウプレグ０
２を巻いて樹脂の低粘度状態を保持しながらワインディ
ングヘッド０３を適してワインディングを行なう。
）前記 （１） と （２） の方法は、繊維と樹脂を
個別に用いる方法であるが、この方式はあらかじめ繊維
に樹脂を含浸させた成形素材（以下トウプレグという）
０２を用いるもので，トウプレグの樹脂の低粘度化のた
め，加熱機能を備えたマンドレル０１１にトウプレグ０
２を巻いて樹脂の低粘度状態を保持しながらワインディ
ングヘッド０３を適してワインディングを行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記の代表的な従来の
方法で，フィラメントワインディングを実施した場合，
それぞれ次に示すような欠点があった。
方法で，フィラメントワインディングを実施した場合，
それぞれ次に示すような欠点があった。
【０００８】（１） 加熱融解含浸方法繊維の中ま
で十分な樹脂含浸状態を得るためには，樹脂を十分低粘
度化状態に置き，かつワインディング中はその状態を維
持する必要がある。従って，樹脂のポットライフの制約
などがあり，効率良く作業を継続できないなどの欠点が
ある。
で十分な樹脂含浸状態を得るためには，樹脂を十分低粘
度化状態に置き，かつワインディング中はその状態を維
持する必要がある。従って，樹脂のポットライフの制約
などがあり，効率良く作業を継続できないなどの欠点が
ある。
【０００９】（２） 溶剤溶解方法この方法は、樹
脂を有機溶剤で希釈して低粘度化を図るため，ワインデ
ィング後確実に有機溶剤を除去しないとボイド等の不具
合発生要因となり，特に厚肉成形品の場合，その不具合
要因排除のための工程追加が必要となるなどの欠点があ
る。
脂を有機溶剤で希釈して低粘度化を図るため，ワインデ
ィング後確実に有機溶剤を除去しないとボイド等の不具
合発生要因となり，特に厚肉成形品の場合，その不具合
要因排除のための工程追加が必要となるなどの欠点があ
る。
【００１０】（３） 加熱マンドル方式マンドレル
加熱方式としては，加熱空気送風方式，蒸気加熱方式，
電熱ヒータ加熱方式及び誘導加熱方式などの種々方式が
考えられるが，マンドレル自身の構造が複雑になると共
に，マンドレル自身のみならず外部加熱制御系が必要と
なる。また，このようなマンドレルを装着するためには
，ワインディング装置の構造にも制約がでてくる。以上
の理由で，この方式は取扱い性，高価格などの欠点があ
る。
加熱方式としては，加熱空気送風方式，蒸気加熱方式，
電熱ヒータ加熱方式及び誘導加熱方式などの種々方式が
考えられるが，マンドレル自身の構造が複雑になると共
に，マンドレル自身のみならず外部加熱制御系が必要と
なる。また，このようなマンドレルを装着するためには
，ワインディング装置の構造にも制約がでてくる。以上
の理由で，この方式は取扱い性，高価格などの欠点があ
る。
【００１１】本発明は，従来のものがもつ以上のような
問題点を解消させ，常温で固体状態である樹脂をマトリ
ックスとするフィラメントワインディング成形を容易か
つ簡単に実施できるフィラメントワインディング方法を
提供することを目的とする。
問題点を解消させ，常温で固体状態である樹脂をマトリ
ックスとするフィラメントワインディング成形を容易か
つ簡単に実施できるフィラメントワインディング方法を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は，マンドレルに
強化繊維を巻付け，常温で固形状態となる樹脂をマトリ
ックスとするフィラメントワインディング方法おいて，
素材として常温で固形状態となる樹脂を含浸させた繊維
を用い，前記繊維に含浸された樹脂を巻付け時に加熱し
て軟化させる加熱源の角度を繊維の巻き角に応じて変化
させて加熱源を巻付けられる繊維に正対させるようにし
た。
強化繊維を巻付け，常温で固形状態となる樹脂をマトリ
ックスとするフィラメントワインディング方法おいて，
素材として常温で固形状態となる樹脂を含浸させた繊維
を用い，前記繊維に含浸された樹脂を巻付け時に加熱し
て軟化させる加熱源の角度を繊維の巻き角に応じて変化
させて加熱源を巻付けられる繊維に正対させるようにし
た。
【００１３】
【作用】本発明では，巻付けられる繊維の巻き角に応じ
て加熱源の角度を変化させることによって，加熱源が巻
付けられる繊維に正対する。これによって、マンドレル
に巻付けられる繊維に含浸された樹脂は確実に加熱され
て軟化され，ち密なワインディングを行なうことができ
る。
て加熱源の角度を変化させることによって，加熱源が巻
付けられる繊維に正対する。これによって、マンドレル
に巻付けられる繊維に含浸された樹脂は確実に加熱され
て軟化され，ち密なワインディングを行なうことができ
る。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を，図１ないし図５によって
説明する。
説明する。
【００１５】図１は本実施例に用いられる装置の全体構
成図であって，マンドレル１，常温で固形状態となるエ
ポキシ，ビスマレイミドなどの樹脂を含浸させたガラス
，芳香族ポリアミド・炭素などの繊維であるトウプレグ
２，ワインディングヘッド３，デリバリーアイ取付部４
，自在回転継手５，加熱送風器６及び角度調節機構７，
及び温度センサ８より成っている。
成図であって，マンドレル１，常温で固形状態となるエ
ポキシ，ビスマレイミドなどの樹脂を含浸させたガラス
，芳香族ポリアミド・炭素などの繊維であるトウプレグ
２，ワインディングヘッド３，デリバリーアイ取付部４
，自在回転継手５，加熱送風器６及び角度調節機構７，
及び温度センサ８より成っている。
【００１６】加熱送風器６は，ワインディングヘッド３
のマンドレル１側の面に自在回転継手５を介して装着さ
れ，電熱ヒータ，シースヒータ等を熱源とするものであ
り，トウプレグ２を軟化させるのに充分な熱風を送風す
ることが可能なように構成される。トウプレグ２の種類
により熱風の温度コントロールが必要となるが，加熱送
風器６の先に温度センサ８を取り付け，この温度センサ
８でトウプレグ２に送風されている熱風の温度を検出し
，加熱送風器６の調節を行うことで各樹脂に適した熱風
の供給を可能としている。
のマンドレル１側の面に自在回転継手５を介して装着さ
れ，電熱ヒータ，シースヒータ等を熱源とするものであ
り，トウプレグ２を軟化させるのに充分な熱風を送風す
ることが可能なように構成される。トウプレグ２の種類
により熱風の温度コントロールが必要となるが，加熱送
風器６の先に温度センサ８を取り付け，この温度センサ
８でトウプレグ２に送風されている熱風の温度を検出し
，加熱送風器６の調節を行うことで各樹脂に適した熱風
の供給を可能としている。
【００１７】図２は，加熱送風器６の吹出口形状につい
て示したものである。吹出口形状は，使用するトウプレ
グ２の幅，本数及び使用する樹脂の軟化具合により主に
図２（ａ）〜（ｄ）に示される３形状が用いられる。図
２（ａ）に示されるものは最も単純な場合であり，加熱
範囲が狭く，短時間の加熱でトウプレグ２の軟化が可能
な際に使用する。図２（ｂ），（ｃ）に示されるものは
，同じ形状を有し１本１本のトウプレグ２の幅が広い場
合，または使用本数が多い場合等，加熱範囲を広く要す
る際に用いられる。図２（ｄ）に示されるものは，トウ
プレグ２に使用されている樹脂が高粘度タイプで，軟化
に時間を要する際に用いられる。また，図２では加熱送
風器６と吹出口を１個のものとして示しているが，複数
とするようにしてもよい。
て示したものである。吹出口形状は，使用するトウプレ
グ２の幅，本数及び使用する樹脂の軟化具合により主に
図２（ａ）〜（ｄ）に示される３形状が用いられる。図
２（ａ）に示されるものは最も単純な場合であり，加熱
範囲が狭く，短時間の加熱でトウプレグ２の軟化が可能
な際に使用する。図２（ｂ），（ｃ）に示されるものは
，同じ形状を有し１本１本のトウプレグ２の幅が広い場
合，または使用本数が多い場合等，加熱範囲を広く要す
る際に用いられる。図２（ｄ）に示されるものは，トウ
プレグ２に使用されている樹脂が高粘度タイプで，軟化
に時間を要する際に用いられる。また，図２では加熱送
風器６と吹出口を１個のものとして示しているが，複数
とするようにしてもよい。
【００１８】ワインディングヘッド３には，マンドレル
に巻付けられるトウプレグ２が通過するデリバリーアイ
１０とその取付部４が設けられ，前記デリバリーアイ取
付部４は，ワインディングヘッド３に回転できるように
取付けられ，図示しないフィラメントワインディングの
制御用コンピュータの指令によって所定角度回転するよ
うになっている。同デリバリーアイ取付部の外周には，
Ｕ字状の角度調整機構７が装着され，同角度調整機構７
のＵ字状の先端からは加熱送風器６の両側方まで延びる
２個の突出部７ａ，７ａが設けられている。また，ワイ
ンディングヘッド３は，前記のフィラメントワインディ
ング制御用コンピュータの指令によって，マンドレル１
の軸方向に水平に移動できるようになっている。
に巻付けられるトウプレグ２が通過するデリバリーアイ
１０とその取付部４が設けられ，前記デリバリーアイ取
付部４は，ワインディングヘッド３に回転できるように
取付けられ，図示しないフィラメントワインディングの
制御用コンピュータの指令によって所定角度回転するよ
うになっている。同デリバリーアイ取付部の外周には，
Ｕ字状の角度調整機構７が装着され，同角度調整機構７
のＵ字状の先端からは加熱送風器６の両側方まで延びる
２個の突出部７ａ，７ａが設けられている。また，ワイ
ンディングヘッド３は，前記のフィラメントワインディ
ング制御用コンピュータの指令によって，マンドレル１
の軸方向に水平に移動できるようになっている。
【００１９】本発明の第１の実施例（フープ巻き）を，
図３によって説明する。このフープ巻きでは，トウプレ
グ２はデリバリーアイ１０を通って回転するマンドレル
１の軸に直角に近い角度で巻付けられる。ワインディン
グヘッド３に自在回転継手５を介して装着された加熱送
風器６は，マンドレル１の軸に直交する方向を向くよう
に配置され，矢印で示すワインディングヘッド３のマン
ドレル１軸方向への水平移動に伴なって移動し，マンド
レル１に巻付けられるトウプレグ２に正対した位置で動
作してトウプレグ２に含浸された樹脂を軟化させながら
ワインディングを行なう。
図３によって説明する。このフープ巻きでは，トウプレ
グ２はデリバリーアイ１０を通って回転するマンドレル
１の軸に直角に近い角度で巻付けられる。ワインディン
グヘッド３に自在回転継手５を介して装着された加熱送
風器６は，マンドレル１の軸に直交する方向を向くよう
に配置され，矢印で示すワインディングヘッド３のマン
ドレル１軸方向への水平移動に伴なって移動し，マンド
レル１に巻付けられるトウプレグ２に正対した位置で動
作してトウプレグ２に含浸された樹脂を軟化させながら
ワインディングを行なう。
【００２０】このように，巻付けられるトウプレグ２に
含浸された樹脂が軟化されることによって，ち密なワイ
ンディングを行なうことができる。
含浸された樹脂が軟化されることによって，ち密なワイ
ンディングを行なうことができる。
【００２１】本発明の第２の実施例（ヘリカル巻き）を
，図４によって説明する。本実施例では，トウプレグ２
はデリバリーアイ１０を通ってマンドレル１の軸に傾め
に等角度をもって巻付けられる。ワインディングヘッド
３が矢印に示すようにマンドレル１軸方向に水平移動す
るのに伴って，デリバリーアイ取付部４がフィラメント
ワインディング制御用のコンピュータによって回転し，
同取付部４に装着された角度調節機構７が矢印方向に回
転し，角度調節機構７の一方の突出部７ａが加熱送風器
６に接触して加熱送風器６をワインディングヘッド３の
移動方向とは逆方向に回転させて，加熱送風器６に巻付
けられるトウプレグ２と同一の傾きを与える。
，図４によって説明する。本実施例では，トウプレグ２
はデリバリーアイ１０を通ってマンドレル１の軸に傾め
に等角度をもって巻付けられる。ワインディングヘッド
３が矢印に示すようにマンドレル１軸方向に水平移動す
るのに伴って，デリバリーアイ取付部４がフィラメント
ワインディング制御用のコンピュータによって回転し，
同取付部４に装着された角度調節機構７が矢印方向に回
転し，角度調節機構７の一方の突出部７ａが加熱送風器
６に接触して加熱送風器６をワインディングヘッド３の
移動方向とは逆方向に回転させて，加熱送風器６に巻付
けられるトウプレグ２と同一の傾きを与える。
【００２２】従って，加熱送風器６はマンドレル１上に
巻付けられるトウプレグ２と正対する位置が与えられ，
フープ巻きの場合と同様に加熱送風器６によってトウプ
レグ２の樹脂を軟化させながらワインディングが行なわ
れる。
巻付けられるトウプレグ２と正対する位置が与えられ，
フープ巻きの場合と同様に加熱送風器６によってトウプ
レグ２の樹脂を軟化させながらワインディングが行なわ
れる。
【００２３】本発明の第３の実施例（インプレーン巻き
）を，図５によって説明する。本実施例において、円筒
部のワインディングを行う時には，前記第２の実施例の
ヘリカル巻きと同様にしてワインディングが行なわれる
。端部曲面部のワインディングを行う時には，トウプレ
グ２と加熱送風器６の距離が，図５に示すように，離れ
るために，加熱が充分に行なわれないという不具合を生
じる。本実施例では，これに対処するために，加熱送風
器６で温度調節を行なう方法か，フィラメントワインデ
ィング制御用のコンピュータによって端部曲面にワイン
ディングを行う時のみトウプレグ２の送り速度を遅くす
ることで加熱時間を長くする方法等が採用される。これ
らの方法を用いてトウプレグ２の樹脂を軟化させながら
トウプレグ２の巻付けを行ない，ち密なワインディング
を行なうことができる。
）を，図５によって説明する。本実施例において、円筒
部のワインディングを行う時には，前記第２の実施例の
ヘリカル巻きと同様にしてワインディングが行なわれる
。端部曲面部のワインディングを行う時には，トウプレ
グ２と加熱送風器６の距離が，図５に示すように，離れ
るために，加熱が充分に行なわれないという不具合を生
じる。本実施例では，これに対処するために，加熱送風
器６で温度調節を行なう方法か，フィラメントワインデ
ィング制御用のコンピュータによって端部曲面にワイン
ディングを行う時のみトウプレグ２の送り速度を遅くす
ることで加熱時間を長くする方法等が採用される。これ
らの方法を用いてトウプレグ２の樹脂を軟化させながら
トウプレグ２の巻付けを行ない，ち密なワインディング
を行なうことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように，本発明では，常温
で固形状態となる樹脂を含浸させた繊維の樹脂を巻付け
時に加熱して軟化させる加熱源の角度を，繊維の巻き角
度に応じて変化させて加熱源を繊維に正対させることに
よって，巻付けられる樹脂に含浸された樹脂を確実に軟
化させることができ，ち密なワインディングを行なうこ
とができる。
で固形状態となる樹脂を含浸させた繊維の樹脂を巻付け
時に加熱して軟化させる加熱源の角度を，繊維の巻き角
度に応じて変化させて加熱源を繊維に正対させることに
よって，巻付けられる樹脂に含浸された樹脂を確実に軟
化させることができ，ち密なワインディングを行なうこ
とができる。
【図１】本発明の実施例に用いられる装置の全体構成図
である。
である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例に用いら
れる加熱送風器吹出口の正面図である。
れる加熱送風器吹出口の正面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の正面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の正面図である。
【図５】本発明の第３の実施例の正面図である。
【図６】従来のフィラメントワインディング方法の１例
の全体を示す側面図である。
の全体を示す側面図である。
【図７】従来のフィラメントワインディング方法の他の
例の全体を示す側面図である。
例の全体を示す側面図である。
１ マンドレル
２ トウプレグ
３ ワインディングヘッド
４ デリバリーアイ取付部
５ 自在回転継手
６ 加熱送風器
６ａ 加熱送風器の吹出口
７ 角度調整機構
８ 温度センサ
１０ デリバリーアイ
Claims (1)
- 【請求項１】 マンドレルに強化繊維を巻付け，常温
で固形状態となる樹脂をマトリックスとするフィラメン
トワインディング方法において，素材として常温で固形
状態となる樹脂を含浸させた繊維を用い，前記繊維に含
浸された樹脂を巻付け時に加熱して軟化させる加熱源の
角度を繊維の巻き角度に応じて変化させて加熱源を巻付
けられる繊維に正対させるようにしたことを特徴とする
フィラメントワインディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098729A JPH04329120A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | フィラメントワインディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098729A JPH04329120A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | フィラメントワインディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329120A true JPH04329120A (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=14227612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3098729A Withdrawn JPH04329120A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | フィラメントワインディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04329120A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001115A1 (en) | 2002-06-20 | 2003-12-31 | Rocky Mountain Composites, Inc. | Resin impregnated multi orientation composite material |
| JP2010221401A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Kyushu Univ | 複合容器の製造方法及び複合容器の製造装置 |
| JP2015107574A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | タンクの製造方法及びタンクの製造装置 |
| JP2015112813A (ja) * | 2013-12-12 | 2015-06-22 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 複合容器の製造システム、及び複合容器の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3098729A patent/JPH04329120A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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