JPH0588665B2 - - Google Patents

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JPH0588665B2
JPH0588665B2 JP62270310A JP27031087A JPH0588665B2 JP H0588665 B2 JPH0588665 B2 JP H0588665B2 JP 62270310 A JP62270310 A JP 62270310A JP 27031087 A JP27031087 A JP 27031087A JP H0588665 B2 JPH0588665 B2 JP H0588665B2
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JP
Japan
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manufacturing
plastic
mandrel
inner cylinder
cylinder
Prior art date
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Shiro Yamamoto
Masanao Yamaguchi
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01113227A publication Critical patent/JPH01113227A/en
Publication of JPH0588665B2 publication Critical patent/JPH0588665B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/712Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7154Barrels, drums, tuns, vats
    • B29L2031/7156Pressure vessels

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は軽量で且つ十分な耐圧性を有する複合
材料ボンベを工業的に製造する方法に関する。更
に詳しくは、ブロー成形等により製造した軽量の
プラスチツク製内筒をマンドレルとして用いその
表面にフイラメントワインデング法により繊維強
化プラスチツクを成形して複合材料ボンベを製造
する方法の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for industrially manufacturing a composite material cylinder that is lightweight and has sufficient pressure resistance. More specifically, the present invention relates to an improvement in a method of manufacturing a composite material cylinder by using a lightweight plastic inner cylinder manufactured by blow molding or the like as a mandrel and molding fiber-reinforced plastic on the surface thereof by a filament winding method.

[従来の技術] ガス及び/又は液化ガスを収納する容器として
ボンベが用いられているが、従来、一般に販売、
使用されているボンベは鋼製である。しかし鋼製
のボンベは、耐圧容器であるため、肉厚であり、
重量が大きい欠点がある。このため、比較的近年
になり、アルミニウム等の軽金属及びその合金で
作つたボンベが製造されるようになり、市販もさ
れている。
[Prior Art] A cylinder is used as a container for storing gas and/or liquefied gas, but in the past, it has not been generally sold or sold.
The cylinders used are made of steel. However, steel cylinders are pressure-resistant containers, so they have thick walls.
It has the disadvantage of being heavy. For this reason, in relatively recent years, cylinders made of light metals such as aluminum and their alloys have been manufactured and are also commercially available.

更に、最近に至り、複合材料のボンベが開発さ
れ、市販されるようになつた。例えば「ウルトレ
ツサ」(登録商標)という商品名で市販されてい
るSCI社(Stractual Composite Industries)製
のボンベがこれに当る。このような従来公知の複
合材料ボンベは、金属内筒の外側にフイラメント
ワインデング法で繊維強化プラスチツク層を形成
したものである。
Furthermore, recently, cylinders made of composite materials have been developed and become commercially available. For example, a cylinder manufactured by SCI (Structural Composite Industries) sold under the trade name "Ultretsusa" (registered trademark) falls under this category. Such a conventionally known composite material cylinder has a fiber-reinforced plastic layer formed on the outside of a metal inner cylinder by a filament winding method.

[発明が解決しようとする問題点] このような従来公知の複合材料ボンベは、従来
の金属製ボンベの肉厚の一部を補強繊維とプラス
チツク(樹脂)で置きかえたものであり、従来の
金属製ボンベに比して軽量になつている。しかし
ながら、この軽量化を更に推し進めるには金属部
を無くすか、金属部を更に軽くしなければならな
い。
[Problems to be solved by the invention] Such a conventionally known composite material cylinder is one in which part of the wall thickness of a conventional metal cylinder is replaced with reinforcing fibers and plastic (resin). It is lighter compared to manufactured cylinders. However, in order to further reduce the weight, the metal parts must be eliminated or the metal parts must be made even lighter.

このための手段として、マンドレルとなる金属
製の内筒を除去することが考えられるが、フイラ
メントワインデング法にて巻き上げて製造したボ
ンベからマンドレルを除去するには、マンドレル
の破壊もしくは変形が必要で、この方法は理論的
には実施可能であつても、現状の技術ではコスト
的にも技術的にも難点がある。また、繊維強化プ
ラスチツク(FRP)のガス透過性の問題もあり
(例えば、特開昭62−105701号には、FRP車輪リ
ムにおいて補強繊維を増やすとガスが通り易くな
ることが記載されている)、ガスもしくは液化ガ
スのボンベとして、マンドレルを残さないフイラ
メントワインデング製品は適当でないという問題
もある。
One possible means for this is to remove the metal inner cylinder that serves as the mandrel, but in order to remove the mandrel from a cylinder manufactured by winding it using the filament winding method, it is necessary to destroy or deform the mandrel. Although this method is theoretically possible to implement, it has cost and technical difficulties with the current technology. There is also the problem of gas permeability of fiber-reinforced plastics (FRP) (for example, JP-A-62-105701 states that increasing the number of reinforcing fibers in FRP wheel rims makes it easier for gas to pass through). Another problem is that filament winding products that do not leave mandrels are not suitable for gas or liquefied gas cylinders.

一方、金属マンドレルを軽くするに当り、その
肉厚を小さくする方法は容易に考えられるところ
であるが、肉厚の小さい(薄肉の)マンドレルは
作りにくく、場合によつては甚だ高価なものにな
つてしまう。また、金属マンドレルは当然のこと
ながら同じ厚さのプラスチツクマンドレルより重
く、かつ同じ重量で比較した場合上手に設計され
た繊維強化プラスチツク複合材料よりも弱い。
On the other hand, in order to make the metal mandrel lighter, it is easy to think of a method of reducing its wall thickness, but it is difficult to make a small (thin-walled) mandrel, and in some cases it is extremely expensive. I end up. Metal mandrels are also naturally heavier than plastic mandrels of the same thickness, and weaker than well-designed fiber-reinforced plastic composites when compared at the same weight.

従つて、安価な、軽量のマンドレルを得る方法
として、プラスチツクのマンドレル、しかも、肉
厚の小さいマンドレルを開発採用することが一つ
の解決策になる。このようなプラスチツクマンド
レルを得る方法としては、例えばブロー成形など
が好ましい方法として挙げられる。特にポリエチ
レンテレフタレート等のブロー成形容器は、成形
の際の延伸の効果により、肉厚が小さくても極め
て優れた強度を示すことが知られている。
Therefore, one solution to obtaining an inexpensive and lightweight mandrel is to develop and employ a plastic mandrel, and moreover, a mandrel with a small wall thickness. A preferable method for obtaining such a plastic mandrel is blow molding. In particular, it is known that blow-molded containers made of polyethylene terephthalate or the like exhibit extremely high strength even if the wall thickness is small due to the effect of stretching during molding.

しかしながら、ブロー成形で得られる肉厚の小
さい(特に胴部の肉厚が小さい)マンドレルは、
その材質を問わず軟らかく、フイラメントワイン
デング法の成形用マンドレルとしては、成形に際
して歪むため、不適当である。
However, the mandrel with a small wall thickness (particularly the wall thickness of the body part is small) obtained by blow molding,
Regardless of the material, it is unsuitable as a molding mandrel for the filament winding method because it is distorted during molding.

更に、強度上の問題として、プラスチツクマン
ドレルは表面が平滑であり、フイラメントワイン
デング加工に際して繊維が滑りやすくて均一な巻
き上げが難しく、従つて、所定の位置に繊維を揃
えることが困難である。この結果、得られる成形
物の強度等の物性が所期の値に達しないことがし
ばしば発生する。
Furthermore, as a problem in terms of strength, the plastic mandrel has a smooth surface, making it difficult to wind the fibers evenly because the fibers are slippery during the filament winding process, and it is therefore difficult to arrange the fibers in a predetermined position. As a result, physical properties such as strength of the obtained molded product often fail to reach desired values.

強度に関しては、更に、フイラメントワインデ
ング法によるボンベでは補強繊維が軸に対して斜
めに角度を持つて巻かれるため、該ボンベに力が
加わることにより、場合によつては補強繊維の模
様が微妙にずれる可能性がある。そしてボンベの
内圧等により軸方向に力が加わると軸方向に伸
び、円周方向に詰る力が働き、内圧が働いた場合
にボンベが変形し易い問題がある。
Regarding strength, in the case of cylinders using the filament winding method, the reinforcing fibers are wound diagonally to the axis, so force is applied to the cylinder, and in some cases the pattern of the reinforcing fibers may become subtle. There is a possibility that it will shift. When a force is applied in the axial direction due to the internal pressure of the cylinder, the cylinder stretches in the axial direction, and a clogging force acts in the circumferential direction, causing the cylinder to easily deform when the internal pressure acts.

しかるに、プラスチツク等剛性の低い材料から
なる肉厚の小さいマンドレルを用いた場合に、内
筒つまりマンドレルが変形し易いため、この問題
が助長され、場合によつてはフイラメントワイン
デング複合材料の層間剥離の問題につながる場合
もあり得る。
However, when a mandrel with a small wall thickness made of a material with low rigidity such as plastic is used, the inner tube or mandrel is easily deformed, which exacerbates this problem and may cause delamination of the filament winding composite material. It may also lead to problems.

従つて、これらの問題も併せて解決する必要が
ある。
Therefore, it is necessary to solve these problems as well.

[問題を解決する手段] 本発明者らは、肉厚の小さいプラスチツクマン
ドレル(ボンベとしては内筒に当る)を用いて、
フイラメントワインデング法により複合材料ボン
ベを製造する際の前述の如き問題を解決すべく鋭
意研究の結果、十分に軽いプラスチツクマンドレ
ルと複合材料補強繊維のシートとを用いてフイラ
メントワインデングに必要且つ十分な剛性を確保
出来る、軽量の新規マンドレルを作り、これとフ
イラメントワインデング法とを組み合せることに
より、軽くて有用な複合材料ボンベを製造し得る
ことを見い出し、本発明を完成したものである。
[Means for solving the problem] The present inventors used a plastic mandrel (corresponding to the inner cylinder of a cylinder) with a small wall thickness to solve the problem.
As a result of intensive research in order to solve the above-mentioned problems when manufacturing composite material cylinders by the filament winding method, we have found that a sufficiently light plastic mandrel and a sheet of composite reinforcing fiber have been used to achieve the necessary and sufficient results for filament winding. The present invention was completed by creating a new lightweight mandrel that can ensure rigidity, and by combining this with a filament winding method, it is possible to manufacture a lightweight and useful composite material cylinder.

即ち、本発明は、プラスチツク製内筒の外周を
補強繊維シートで覆つた後、その上にフイラメン
トワインデング法にて繊維強化プラスチツク層を
形成せしめることを特徴とする複合材料ボンベの
製造方法である。
That is, the present invention is a method for manufacturing a composite material cylinder, which comprises covering the outer periphery of a plastic inner cylinder with a reinforcing fiber sheet, and then forming a fiber-reinforced plastic layer thereon by a filament winding method. .

本発明方法では、複合材料ボンベの内筒とし
て、肉厚の小さいプラスチツク製内筒を使用す
る。かかる内筒はブロー成形によるものが好まし
い。
In the method of the present invention, a plastic inner cylinder with a small wall thickness is used as the inner cylinder of the composite material cylinder. Such an inner cylinder is preferably formed by blow molding.

一般にプラスチツクのブロー成形は、該プラス
チツクのパイプを作り、一方の端部を閉じ、加温
して機械的及び加圧により膨張させて目的形状に
する。ポリエステル等の場合にはプリフオームと
呼ばれる試験管状の中間体を作り、これを加熱し
て、機械的及び空気(又はガス)吹き込みにより
膨張させて目的形状にする。プリフオーム等の中
間体の肉厚は多くの場合2〜5mm程度であり、得
られる成形物の肉厚は1mm以下が普通である。ブ
ロー成形物はポリエチレンテレフタレート等のポ
リエステルの場合には延伸効果も考慮して、面積
延伸倍率10倍程度とし、胴部が0.2〜0.3mm厚さに
することが多い。
In general, plastic blow molding involves creating a pipe of the plastic, closing one end, and expanding it into the desired shape by heating and mechanically and pressurizing it. In the case of polyester, etc., a test tube-shaped intermediate called a preform is made, and this is heated and expanded mechanically and by blowing air (or gas) into the desired shape. The wall thickness of intermediate bodies such as preforms is approximately 2 to 5 mm in most cases, and the wall thickness of the resulting molded product is usually 1 mm or less. In the case of a blow-molded product made of polyester such as polyethylene terephthalate, the area stretching ratio is approximately 10 times, taking into consideration the stretching effect, and the body portion is often 0.2 to 0.3 mm thick.

マンドレルとなるプラスチツク製内筒の素材は
ボンベの内容物により選択する。一般にはポリエ
ステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート等)、ポリアミド(ナイロン
6、ナイロン66等)、ポリオレフイン、ポリ塩化
ビニル、ポリカーボネート、ABS樹脂等より選
ばれ、特にLPGの場合にはポリエステルやナイ
ロンが好ましい。ガス透過率の問題から、低ガス
透過率のプラスチツクと複層化することも好まし
い。例えば炭酸ガス用のボンベに対してはポリエ
ステルのマンドレルの中間層にポリ塩化ビニリデ
ンの薄層を介在させるのが好ましい。
The material of the plastic inner tube that serves as the mandrel is selected depending on the contents of the cylinder. Generally, it is selected from polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyamide (nylon 6, nylon 66, etc.), polyolefin, polyvinyl chloride, polycarbonate, ABS resin, etc., and polyester and nylon are particularly preferred in the case of LPG. Due to gas permeability issues, it is also preferable to use a multi-layered material with a low gas permeability plastic. For example, for carbon dioxide gas cylinders, it is preferable to interpose a thin layer of polyvinylidene chloride in the middle layer of a polyester mandrel.

また、ガス透過率を低減させる目的で、ブロー
成形の吹込用ガスとしてフツ素を含む窒素ガスを
使用し、プラスチツク製内筒の内面をフツ素化処
理してもよい。
Further, for the purpose of reducing gas permeability, the inner surface of the plastic inner cylinder may be fluorinated by using nitrogen gas containing fluorine as the blowing gas for blow molding.

このブロー成形物は強度はあるが極めて軟弱で
ある。従つて、フイラメントワインデングのマン
ドレルとしてこのまま用いるのは不適当で、この
ような問題の解決のために例えばマンドレル内に
流体を圧入する案(例えば特開昭61−169226号)
もあるが、圧入・排出時のマンドレルのサイズの
変化その他の問題がある。本発明者らは、マンド
レルとなるプラスチツク製内筒の周方向の補強を
兼ねた補強繊維シートを少くともマンドレルの胴
部に巻き付けることにより、これの解決を図つ
た。補強繊維シートは予めプラスチツク(樹脂)
を含浸させたもの、つまりプリプレグであつても
よいし、繊維シートのみを巻き付けてもよい。ま
た、その上からプラスチツク(樹脂)を塗布して
もよいし、予め塗布した上に巻き付けてもよい。
又、該プラスチツク(樹脂)は硬化してもよく、
硬化しなくてもよい。また、半硬化でもよい。
Although this blow molded product has strength, it is extremely soft. Therefore, it is unsuitable to use it as it is as a mandrel for filament winding, and to solve this problem, for example, there is a proposal to pressurize fluid into the mandrel (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 169226/1982).
However, there are other problems such as changes in the size of the mandrel during press-in and discharge. The present inventors attempted to solve this problem by wrapping at least the body of the mandrel with a reinforcing fiber sheet that also serves as circumferential reinforcement of the plastic inner tube that serves as the mandrel. The reinforcing fiber sheet is made of plastic (resin) in advance.
It may be impregnated with prepreg, that is, it may be a prepreg, or it may be wrapped only with a fiber sheet. Furthermore, plastic (resin) may be applied over it, or it may be applied in advance and then wrapped.
Also, the plastic (resin) may be cured,
Does not need to be hardened. Alternatively, it may be semi-cured.

マンドレルに巻き付ける補強繊維シートの素材
は、フイラメントワインデングに用いられるもの
と同様であり、実用上はガラス繊維、炭素繊維、
アラミド繊維等が挙げられる。後述のフイラメン
トワインデングで使用するものと一致させること
が好ましい。補強繊維シートの形態は、一方向引
揃えプリプレグ、これを互いに交叉するよう積層
したもの、織物、不織布等任意の形態をとること
ができる。
The material of the reinforcing fiber sheet wrapped around the mandrel is the same as that used for filament winding, and in practical terms glass fiber, carbon fiber,
Examples include aramid fibers. It is preferable to match that used in filament winding, which will be described later. The form of the reinforcing fiber sheet can be arbitrary, such as unidirectionally aligned prepregs, prepregs stacked so as to intersect with each other, woven fabrics, nonwoven fabrics, etc.

該補強繊維シートは、マンドレルとなるプラス
チツク製内筒のノズル部以外の全表面に巻きつけ
てもよいが、マンドレルの胴に当る部分にのみ巻
きつけるだけでも十分である。該補強シートはそ
の幅がマンドレルの胴の長さに一致するような広
幅のものでもよく、テープ状の幅の狭いもの(こ
の場合はらせん状に巻きつける)でもよい。いず
れの場合も巻き厚さは0.5〜2mmが適当である。
The reinforcing fiber sheet may be wrapped around the entire surface of the plastic inner cylinder that becomes the mandrel, except for the nozzle part, but it is sufficient to wrap it only around the part that corresponds to the body of the mandrel. The reinforcing sheet may be wide enough to match the length of the mandrel body, or may be narrow in the form of a tape (in this case, it is wound spirally). In either case, the appropriate winding thickness is 0.5 to 2 mm.

本発明方法では、その上(外周)にフイラメン
トワインデング法により補強繊維とプラスチツク
(樹脂)とを成形し、硬化させて繊維強化プラス
チツク層を形成する。
In the method of the present invention, reinforcing fibers and plastic (resin) are molded on top (outer periphery) by a filament winding method and cured to form a fiber-reinforced plastic layer.

本発明方法によるボンベのフイラメントワイン
デング法成形に用いる補強繊維は、この方法で用
いられる一般の繊維でよく、種類を特に問わない
が、実用上はガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維等が用いられる。コストと物性のバランスから
はガラス繊維が最も好ましい。
The reinforcing fibers used in the filament winding method of forming cylinders according to the method of the present invention may be general fibers used in this method and are not particularly limited in type, but in practice, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, etc. are used. . Glass fiber is most preferable from the viewpoint of balance between cost and physical properties.

繊維に付着させるプラスチツク(樹脂)として
は前述と同様に一般にフイラメントワインデング
で用いるプラスチツク(樹脂)でよく、不飽和ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル
樹脂等が用いられ、低温で溶融する一部の熱可塑
性樹脂であつてもよい。プラスチツクの硬化等、
後処理の温度はマンドレルの素材ポリマーの耐熱
性で選ばれる。つまり、プラスチツクの選択はそ
の硬化温度とマンドレルの素材との関係も考慮し
て行われる。
The plastic (resin) to be attached to the fibers may be the plastic (resin) generally used in filament winding, as described above, such as unsaturated polyester resin, epoxy resin, vinyl ester resin, etc. It may also be a thermoplastic resin. hardening of plastic, etc.
The temperature for post-treatment is selected depending on the heat resistance of the polymer used to make the mandrel. In other words, the selection of plastic is made by taking into consideration the relationship between its curing temperature and the material of the mandrel.

フイラメントワインデングの方式としては、乾
式、湿式のいずれでもよく、巻き上げ紋様として
はスパイラル、ポーラーのいずれでもよい。低圧
用ボンベでは、薄手のフイラメントワインデング
であるため、伸びを抑えるためにポーラー巻きの
好ましい場合がある。スパイラル又はポーラー巻
きの上に更にフープ巻きを重ねるのが普通であ
る。
The filament winding method may be dry or wet, and the winding pattern may be spiral or polar. For low-pressure cylinders, since the filament winding is thin, polar winding may be preferable to suppress elongation. It is common to superimpose a hoop winding on top of the spiral or polar winding.

空気、酸素、その他の通常のガスの容器として
は上述の方法で製造した複合材料ボンベで十分で
ある。しかしながら、LPG等の可燃物の場合に
はガス透過の問題を生ずることがあるが、この問
題を避けるため、ブロー成形したプラスチツクマ
ンドレル(ボンベの内筒となる)に金属メツキし
ておくことが好ましい場合があり、また、ブロー
成形したプラスチツクマンドレルの外側又はシー
ト巻き付け後の外側を金属箔等の薄葉金属で覆う
ことが好ましい場合もある。
Composite cylinders made in the manner described above are sufficient as containers for air, oxygen, and other common gases. However, in the case of combustible materials such as LPG, gas permeation problems may occur; to avoid this problem, it is preferable to plate the blow-molded plastic mandrel (which becomes the inner cylinder of the cylinder) with metal. In some cases, it may be preferable to cover the outside of the blow-molded plastic mandrel or the outside after sheet wrapping with a thin metal such as metal foil.

必要に応じて用いる金属箔は、アルミニウム、
すず、銅等のほか、金、銀等金属箔になるものな
ら何でもよい。ガスバリア性、コストのバランス
からはアルミニウムが特に好ましい。
The metal foil used as necessary is aluminum,
In addition to tin, copper, etc., anything that can be made into metal foil, such as gold and silver, can be used. Aluminum is particularly preferred from the viewpoint of gas barrier properties and cost balance.

第1図は本発明方法による複合材料ボンベの一
例を示す断面図である。図中1はブロー成形等に
より形成されたプラスチツク内筒(フイラメント
ワインデングのマンドレルとなる)、2はその胴
部に巻回した補強繊維シート層、3はスパイラル
巻きフイラメントワインデング層、4はボンベの
ノズル、5はガス透過性を改善するための金属箔
(無くともよい)であり、6はボンベの最外層と
なるフープ巻きフイラメントワインデング層であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a composite material cylinder produced by the method of the present invention. In the figure, 1 is a plastic inner cylinder formed by blow molding etc. (which becomes the mandrel for filament winding), 2 is a reinforcing fiber sheet layer wound around its body, 3 is a spirally wound filament winding layer, and 4 is a cylinder. Nozzle 5 is a metal foil (optional) for improving gas permeability, and 6 is a hoop-wound filament winding layer which is the outermost layer of the cylinder.

なお、このボンベは、更にその表面を塗装した
り、薄いプラスチツク層で被覆してもよい。
The cylinder may further have its surface painted or covered with a thin plastic layer.

[実施例] 次に、本発明の実施例を詳述するが、本発明は
これらの実施例によつて限定されるものではな
い。
[Examples] Next, Examples of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例 1 ポリエチレンテレフタレートを用いインジエク
シヨン法で試験管状の成形物(プリフオーム)を
作つた。これをブロー成形してビン状にした。ブ
ロー成形物の直径は250mm、長さは650mmであつ
た。
Example 1 A test tube-shaped molded product (preform) was made using polyethylene terephthalate by the in-die excision method. This was blow molded into a bottle shape. The blow molded product had a diameter of 250 mm and a length of 650 mm.

この上(外周)にエポキシ樹脂を塗り、市販の
ガラス繊維の織物を巻き、糸で止め、更にエポキ
シ樹脂を塗つて固めた。シートを巻いた厚さは
0.4mmであつた。
Epoxy resin was applied to the top (outer circumference), a commercially available glass fiber fabric was wrapped around it, it was secured with thread, and then epoxy resin was applied and hardened. The thickness of the rolled sheet is
It was 0.4mm.

その上からフイラメントワインデング法により
ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラス繊
維(Eガラス繊維)を巻き角度13.6°でスパイラ
ル状に巻き付けた。この層の厚さは1.2mmとした。
Glass fiber (E glass fiber), which is a glass fiber impregnated with an epoxy resin, was spirally wound thereon at a winding angle of 13.6° using a filament winding method. The thickness of this layer was 1.2 mm.

更にその上に胴部のみにフープ状に上記のエポ
キシ樹脂含浸ガラス繊維を巻き付けた。この層の
厚さは2.2mmとした。
Furthermore, the above epoxy resin-impregnated glass fiber was wound in a hoop shape only around the body. The thickness of this layer was 2.2 mm.

本実施例ではフイラメントワインデング法によ
り良好に成形することができた。樹脂を硬化させ
て得られた複合材料ボンベは水圧テストの結果、
少なくとも内圧100Kg/cm2まで耐えることが確認
された。
In this example, good molding was possible using the filament winding method. As a result of the water pressure test, the composite material cylinder obtained by curing the resin showed that
It has been confirmed that it can withstand at least an internal pressure of 100Kg/cm 2 .

実施例 2 ポリプロピレンの樹脂でブロー成形してマンド
レルを作つた。該マンドレルは直径150mm、長さ
300mmであつた。これにノズル部を残してアルミ
ニウム箔を全面に巻き付けた。
Example 2 A mandrel was made by blow molding a polypropylene resin. The mandrel has a diameter of 150mm and a length of
It was 300mm. Aluminum foil was wrapped around the entire surface of this, leaving the nozzle portion.

このマンドルの胴部に、ガラス繊維クロスに不
飽和ポリエステル樹脂を含浸させてプリプレグを
巻き付け、その上にフイラメントワインデング法
により不飽和ポリエステル樹脂を含浸させたガラ
ス繊維を巻き角度30°で巻き付けた。その上に胴
部にのみ、フープ巻きを行つた。
A prepreg made of glass fiber cloth impregnated with an unsaturated polyester resin was wrapped around the body of this mandle, and a glass fiber impregnated with an unsaturated polyester resin was wrapped thereon at a winding angle of 30° using the filament winding method. On top of that, a hoop was wrapped only around the body.

フイラメントワインデング法で良好な成形が出
来、シート(プリプレグ)部の厚さ0.6mm、フイ
ラメントワインデング部の厚さはスパイラル巻き
層が1.8mm、フープ巻き層が2.4mmであつた。得ら
れたボンベは第1図の如き構造を有し、水圧テス
トの結果、少なくとも100Kg/cm2に耐えた。
Good molding was possible using the filament winding method, and the thickness of the sheet (prepreg) part was 0.6 mm, and the thickness of the filament winding part was 1.8 mm for the spiral wound layer and 2.4 mm for the hoop wound layer. The obtained cylinder had a structure as shown in FIG. 1, and as a result of a water pressure test, it withstood at least 100 kg/cm 2 .

比較例 実施例1のマンドレルにシートを巻かずにその
ままフイラメントワインデング加工した。巻き角
度13.6°で巻いたが、均一な巻き上げが難しく粗
密が生じた。実施例1と同じ量だけ巻いた後、こ
の上に胴部のみフープ巻きした。フープ巻きは実
施例1の2割増分だけ巻いた。
Comparative Example The sheet was not wound around the mandrel of Example 1, but filament winding was performed as it was. Although it was wound at a winding angle of 13.6°, it was difficult to wind it evenly and unevenness occurred. After wrapping the same amount as in Example 1, only the body was wrapped with a hoop. The hoop winding was carried out by 20% of that in Example 1.

見栄えにも問題を残したが、水圧テストで85
Kg/cm2程度で破壊した。
Although there were some problems with the appearance, it was 85 in the water pressure test.
Destroyed at around Kg/ cm2 .

[発明の効果] 本発明方法によれば、軽量、安価で、美麗な、
物性の優れた複合材料ボンベが得られる。そし
て、本発明方法によるボンベはマンドレルが比較
的薄いプラスチツクなので、金属マンドレルの上
に巻きマンドレルを抜かない複合材料ボンベより
軽く、かつ基本のマンドレルが軟らかくそのまま
ではフイラメントワインデング困難なのに対し
て、巻きやすく、従つて美麗に仕上がり、物性も
良好である。
[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, lightweight, inexpensive, beautiful
A composite material cylinder with excellent physical properties can be obtained. Since the cylinder manufactured by the method of the present invention has a relatively thin plastic mandrel, it is lighter than a composite material cylinder in which the mandrel is not wound on a metal mandrel and is not removed, and it is easy to wind the filament, whereas the basic mandrel is soft and difficult to wind. Therefore, it has a beautiful finish and good physical properties.

また、プラスチツク製内筒が存在すること及び
フイラメントワインデングにおいて均一で隙間の
ない巻き上げができることにより、複合材料のみ
のボンベに比べてガスの透過も著しく少ないとい
う利点を有する。
Furthermore, due to the presence of the plastic inner cylinder and the ability to wind the filament uniformly and without gaps, it has the advantage that gas permeation is significantly lower than in cylinders made only of composite materials.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による複合材料ボンベの1例を
示す断面図である。図において1はプラスチツク
製内筒、2は補強繊維シート、3はスパイラル巻
きフイラメントワインデング層、4はノズル、5
は金属箔、6はフープ巻フイラメントワインデン
グ層である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a composite material cylinder according to the present invention. In the figure, 1 is a plastic inner cylinder, 2 is a reinforcing fiber sheet, 3 is a spirally wound filament winding layer, 4 is a nozzle, and 5 is a nozzle.
6 is a metal foil, and 6 is a hoop-wound filament winding layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 プラスチツク製内筒の外周を補強繊維シート
で覆つた後、その上にフイラメントワインデング
法により繊維強化プラスチツク層を形成すること
を特徴とする複合材料ボンベの製造方法。 2 プラスチツク製内筒がブロー成形したもので
ある特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3 ブロー成形の吹込用ガスとしてフツ素を含む
窒素ガスを用いプラスチツク製内筒の内面をフツ
素化処理する特許請求の範囲第2項記載の製造方
法。 4 プラスチツク製内筒がその表面を金属メツキ
したものである特許請求の範囲第1項又は第2項
記載の製造方法。 5 プラスチツク製内筒がその表面を薄葉金属で
覆つたものである特許請求の範囲第1項又は第2
項記載の製造方法。 6 補強繊維シートをプラスチツク製内筒の胴に
当る部分に巻きつける特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の製造方法。 7 補強繊維シートがプリプレグシートである特
許請求の範囲第1項又は第6項記載の製造方法。 8 補強繊維シートが繊物である特許請求の範囲
第1項又は第6項記載の製造方法。 9 補強繊維シートが不織布である特許請求の範
囲第1項又は第6項の製造方法。 10 外周を補強繊維シートで覆つたプラスチツ
ク製内筒の表面を薄葉金属で覆い、その上にフイ
ラメントワインデング法により繊維強化プラスチ
ツク層を形成させる特許請求の範囲第1項記載の
製造方法。
[Scope of Claims] 1. A method for producing a composite material cylinder, which comprises covering the outer periphery of a plastic inner cylinder with a reinforcing fiber sheet, and then forming a fiber-reinforced plastic layer thereon by a filament winding method. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the plastic inner cylinder is blow molded. 3. The manufacturing method according to claim 2, wherein the inner surface of the plastic inner cylinder is fluorinated using nitrogen gas containing fluorine as the gas for blow molding. 4. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the plastic inner cylinder has a surface plated with metal. 5. Claim 1 or 2, wherein the plastic inner cylinder has its surface covered with a thin metal sheet.
Manufacturing method described in section. 6. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the reinforcing fiber sheet is wound around the part of the plastic inner cylinder that corresponds to the body. 7. The manufacturing method according to claim 1 or 6, wherein the reinforcing fiber sheet is a prepreg sheet. 8. The manufacturing method according to claim 1 or 6, wherein the reinforcing fiber sheet is a fibrous material. 9. The manufacturing method according to claim 1 or 6, wherein the reinforcing fiber sheet is a nonwoven fabric. 10. The manufacturing method according to claim 1, wherein the surface of a plastic inner cylinder whose outer periphery is covered with a reinforcing fiber sheet is covered with a thin metal sheet, and a fiber-reinforced plastic layer is formed thereon by a filament winding method.
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