JPH11115064A - Ｆｒｐ管状体の製造方法 - Google Patents
Ｆｒｐ管状体の製造方法Info
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- JPH11115064A JPH11115064A JP9280356A JP28035697A JPH11115064A JP H11115064 A JPH11115064 A JP H11115064A JP 9280356 A JP9280356 A JP 9280356A JP 28035697 A JP28035697 A JP 28035697A JP H11115064 A JPH11115064 A JP H11115064A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱樹脂を用いてフィラメントワインディン
グ法で、ボイド率が小さく、皺もない高品質、高性能の
ＦＲＰ管状体を製造できるようにすることである。 【解決手段】 耐熱樹脂を有機溶剤で溶かして連続繊維
に含浸させ、その樹脂含浸繊維を金型に巻く前又は巻い
た後に含浸樹脂中の少なくとも一部の有機溶剤を乾燥除
去し、さらに金型上に出来た樹脂含浸繊維の巻付け層２
上に薄板３を巻いて加熱加圧成形を行うようにしたので
ある。
グ法で、ボイド率が小さく、皺もない高品質、高性能の
ＦＲＰ管状体を製造できるようにすることである。 【解決手段】 耐熱樹脂を有機溶剤で溶かして連続繊維
に含浸させ、その樹脂含浸繊維を金型に巻く前又は巻い
た後に含浸樹脂中の少なくとも一部の有機溶剤を乾燥除
去し、さらに金型上に出来た樹脂含浸繊維の巻付け層２
上に薄板３を巻いて加熱加圧成形を行うようにしたので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フィラメントワ
インディング法を用いたＦＲＰ管状体の製造方法に関す
る。
インディング法を用いたＦＲＰ管状体の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】フィラメントワインディング法は、連続
繊維によるＦＲＰ管状体の製造に適した方法として一般
に用いられている。この方法には、液状の樹脂を用い
て、繊維に樹脂を含浸させながら樹脂含浸後の繊維を金
型に巻き付ける湿式フィラメントワインディング法と、
高粘度または半固形の樹脂を用いてあらかじめ必要量の
樹脂を含浸させた繊維、すなわちプリプレグを金型に巻
き付ける乾式フィラメントワインディング法がある。
繊維によるＦＲＰ管状体の製造に適した方法として一般
に用いられている。この方法には、液状の樹脂を用い
て、繊維に樹脂を含浸させながら樹脂含浸後の繊維を金
型に巻き付ける湿式フィラメントワインディング法と、
高粘度または半固形の樹脂を用いてあらかじめ必要量の
樹脂を含浸させた繊維、すなわちプリプレグを金型に巻
き付ける乾式フィラメントワインディング法がある。
【０００３】ＦＲＰ成形品は航空機や飛翔体に多用され
ているが、近年さらに高性能なものとして、音速飛行時
の空力加熱やエンジン回りへの使用にも耐える耐熱ＦＲ
Ｐ成形品が検討されている。代表的耐熱ＦＲＰとして、
マトリックスにポリイミド樹脂を用いたＦＲＰがある
が、ポリイミド樹脂は室温で固形であるため、一般的な
フィラメントワインディング法では成形できない。すな
わち、ポリイミド樹脂が固形であるため繊維に樹脂を含
浸させる湿式フィラメントワインディング法は利用でき
ず、また乾式フィラメントワインディング法も、ポリイ
ミド樹脂が固形であるため金型に密着させて巻き取るこ
とが困難であり、やはり適用できない。
ているが、近年さらに高性能なものとして、音速飛行時
の空力加熱やエンジン回りへの使用にも耐える耐熱ＦＲ
Ｐ成形品が検討されている。代表的耐熱ＦＲＰとして、
マトリックスにポリイミド樹脂を用いたＦＲＰがある
が、ポリイミド樹脂は室温で固形であるため、一般的な
フィラメントワインディング法では成形できない。すな
わち、ポリイミド樹脂が固形であるため繊維に樹脂を含
浸させる湿式フィラメントワインディング法は利用でき
ず、また乾式フィラメントワインディング法も、ポリイ
ミド樹脂が固形であるため金型に密着させて巻き取るこ
とが困難であり、やはり適用できない。
【０００４】耐熱ＦＲＰ用ポリイミド樹脂としては、付
加重合型ポリイミドであるＰＭＲ−１５が代表的であ
る。耐熱フィルム等に多用されている縮合型のポリイミ
ドが不溶不融であるのに対し、ＰＭＲ−１５は、室温で
は固形であるが２３０℃で溶融する。そこで、特開平１
−１０４８７３号公報は、ＰＭＲ−１５を用いたフィラ
メントワインディング法として、乾式フィラメントワイ
ンディング法を基本とし、樹脂が溶融する温度に加熱し
たこて（圧密ローラ）を金型上のプリプレグに押し当て
ながら巻き取る方法を開示している。
加重合型ポリイミドであるＰＭＲ−１５が代表的であ
る。耐熱フィルム等に多用されている縮合型のポリイミ
ドが不溶不融であるのに対し、ＰＭＲ−１５は、室温で
は固形であるが２３０℃で溶融する。そこで、特開平１
−１０４８７３号公報は、ＰＭＲ−１５を用いたフィラ
メントワインディング法として、乾式フィラメントワイ
ンディング法を基本とし、樹脂が溶融する温度に加熱し
たこて（圧密ローラ）を金型上のプリプレグに押し当て
ながら巻き取る方法を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平１−１０４８７
３号公報の方法では、成形品にボイドができ易く、ボイ
ド率が大きくなる。また、ボイドを減少させるためにフ
ィラメントワインディング後に加圧すると成形品に皺が
生じるなどの問題があり、高品質、高性能の製品が得ら
れない。
３号公報の方法では、成形品にボイドができ易く、ボイ
ド率が大きくなる。また、ボイドを減少させるためにフ
ィラメントワインディング後に加圧すると成形品に皺が
生じるなどの問題があり、高品質、高性能の製品が得ら
れない。
【０００６】そこで、この発明は、ＰＭＲ−１５等の耐
熱樹脂を用いてフィラメントワインディング法で皺等が
無く、ボイド率も小さいＦＲＰ管状体を製造できる方法
を提供することを課題としている。
熱樹脂を用いてフィラメントワインディング法で皺等が
無く、ボイド率も小さいＦＲＰ管状体を製造できる方法
を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、室温で固
形である耐熱樹脂を用いたフィラメントワインディング
法について、種々の検討を行った結果、固形の耐熱樹脂
を有機溶剤に溶解させて液状とし、これを連続繊維に含
浸した後、樹脂含浸繊維を金型に巻く前、または巻いた
後に含浸樹脂中の有機溶剤の少なくとも一部を乾燥除去
し、さらに金型上に出来た樹脂含浸繊維巻付け層上に薄
板を巻いて加熱加圧成形することにより、皺等がなくボ
イド率の小さい耐熱ＦＲＰ管状体が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
形である耐熱樹脂を用いたフィラメントワインディング
法について、種々の検討を行った結果、固形の耐熱樹脂
を有機溶剤に溶解させて液状とし、これを連続繊維に含
浸した後、樹脂含浸繊維を金型に巻く前、または巻いた
後に含浸樹脂中の有機溶剤の少なくとも一部を乾燥除去
し、さらに金型上に出来た樹脂含浸繊維巻付け層上に薄
板を巻いて加熱加圧成形することにより、皺等がなくボ
イド率の小さい耐熱ＦＲＰ管状体が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【０００８】樹脂含浸繊維の巻付け後に、従来法のよう
に加熱のみを行うのではなく、加圧を併用することによ
ってボイドを抑え、さらに、加圧によって生じる皺を繊
維巻付け層上に巻いた薄板で巻付け層を拘束して抑える
のである。
に加熱のみを行うのではなく、加圧を併用することによ
ってボイドを抑え、さらに、加圧によって生じる皺を繊
維巻付け層上に巻いた薄板で巻付け層を拘束して抑える
のである。
【０００９】含浸樹脂中の少なくとも一部の有機溶剤の
乾燥除去は、樹脂含浸繊維を金型に巻く前、巻いた後の
どちらで行ってもよいが、特にその作業を巻付け後に行
う方法において下記の操作を行うと、より厚肉のＦＲＰ
管状体を得ることができる。即ち、樹脂含浸繊維の巻付
け工程において巻付け層の厚みが２ｍｍになるまでの間
に、少なくとも１回乾燥を行って有機溶剤の少なくとも
一部を除去した後、その上に樹脂含浸繊維を再度巻付け
て再巻付け層の厚みが２ｍｍになるまでの間に少なくと
も１回乾燥を行って有機溶剤の少なくとも一部を除去
し、以上の操作を巻付け層が所定厚みになるまで繰り返
すのである。
乾燥除去は、樹脂含浸繊維を金型に巻く前、巻いた後の
どちらで行ってもよいが、特にその作業を巻付け後に行
う方法において下記の操作を行うと、より厚肉のＦＲＰ
管状体を得ることができる。即ち、樹脂含浸繊維の巻付
け工程において巻付け層の厚みが２ｍｍになるまでの間
に、少なくとも１回乾燥を行って有機溶剤の少なくとも
一部を除去した後、その上に樹脂含浸繊維を再度巻付け
て再巻付け層の厚みが２ｍｍになるまでの間に少なくと
も１回乾燥を行って有機溶剤の少なくとも一部を除去
し、以上の操作を巻付け層が所定厚みになるまで繰り返
すのである。
【００１０】皺防止用の薄板は、下式で求まる値Ｓが
０．１ｋｇ・ｍｍ以上、５００ｋｇ・ｍｍ以下、より好
ましくは２ｋｇ・ｍｍ以上、５０ｋｇ・ｍｍ以下のもの
にすると効果的である。
０．１ｋｇ・ｍｍ以上、５００ｋｇ・ｍｍ以下、より好
ましくは２ｋｇ・ｍｍ以上、５０ｋｇ・ｍｍ以下のもの
にすると効果的である。
【００１１】 Ｓ＝Ｅ×ｈ3 ÷１２×ｎ Ｅ：薄板の弾性率（ｋｇ／ｍｍ2 ） ｈ：薄板の厚み（ｍｍ） ｎ：薄板の重ね枚数（ｎ≧１） また、この薄板の巻き方は特に限定されないが、より高
品質のＦＲＰ管状体を得るために、薄板を一周巻いてそ
の薄板の両側縁を樹脂含浸繊維の巻付け層上で隙間をも
って互いに突き合わせ、さらに、その突き合わせ部の隙
間を蛇行させ、その隙間の幅と蛇行の振れ幅について下
記の条件を満足させるのがよい。
品質のＦＲＰ管状体を得るために、薄板を一周巻いてそ
の薄板の両側縁を樹脂含浸繊維の巻付け層上で隙間をも
って互いに突き合わせ、さらに、その突き合わせ部の隙
間を蛇行させ、その隙間の幅と蛇行の振れ幅について下
記の条件を満足させるのがよい。
【００１２】 ０．２０ｔ≦Ｌ≦３．０ｔ Ｍ≧Ｌ Ｌ：隙間の幅（ｍｍ） Ｍ：蛇行の振れ幅（ｍｍ） ｔ：繊維巻付け層の厚み（ｍｍ） ここで、隙間の幅とは、対向した薄板両側縁間の側縁直
角方向の距離（図３のＬ参照）であり、また、蛇行の振
れ幅とは、隙間中心（５が中心線）の薄板巻付け方向へ
の振れ量（図３のＭ参照）である。この隙間の幅Ｌと蛇
行の振れ幅Ｍは全域で一定している必要はなく、途中で
変化する場合には、Ｌ、Ｍとも平均値が上の条件を満た
すようにしておくとよい。かかる条件を満足する隙間の
形状としては例えば図３に示すものが挙げられる。
角方向の距離（図３のＬ参照）であり、また、蛇行の振
れ幅とは、隙間中心（５が中心線）の薄板巻付け方向へ
の振れ量（図３のＭ参照）である。この隙間の幅Ｌと蛇
行の振れ幅Ｍは全域で一定している必要はなく、途中で
変化する場合には、Ｌ、Ｍとも平均値が上の条件を満た
すようにしておくとよい。かかる条件を満足する隙間の
形状としては例えば図３に示すものが挙げられる。
【００１３】さらに、この薄板は、拘束作用が得られる
ものであればよく、その材質は特に問わないが、耐熱性
や伸びの面でアルミニウム、鉄、チタン等の金属薄板が
適している。また、Ｓの値について上式を満たすなら
ば、弾性率や厚みが一定でないものも使用できる。
ものであればよく、その材質は特に問わないが、耐熱性
や伸びの面でアルミニウム、鉄、チタン等の金属薄板が
適している。また、Ｓの値について上式を満たすなら
ば、弾性率や厚みが一定でないものも使用できる。
【００１４】この発明で使用する繊維、層構成も特に限
定されない。繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、クオーツ
繊維、アラミド繊維などを使用でき、また、層構成は、
フープ巻き、ヘリカル巻き、ヘリカル・フープ複合巻き
等を利用できる。
定されない。繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、クオーツ
繊維、アラミド繊維などを使用でき、また、層構成は、
フープ巻き、ヘリカル巻き、ヘリカル・フープ複合巻き
等を利用できる。
【００１５】この発明で使用する耐熱樹脂も特に限定さ
れない。室温で固形又は半固形であるが故に従来のフィ
ラメントワインディング法の適用が困難な樹脂を使用す
る場合には、この発明が有効である。中でも、高性能で
あるが室温で固形であるために成形が難しく、ボイド率
が小さくて皺も無い製品を作り得なかった付加重合型ポ
リイミド樹脂を用いるときにこの発明の効果が顕著に現
われる。
れない。室温で固形又は半固形であるが故に従来のフィ
ラメントワインディング法の適用が困難な樹脂を使用す
る場合には、この発明が有効である。中でも、高性能で
あるが室温で固形であるために成形が難しく、ボイド率
が小さくて皺も無い製品を作り得なかった付加重合型ポ
リイミド樹脂を用いるときにこの発明の効果が顕著に現
われる。
【００１６】付加重合型ポリイミド樹脂は、ＦＲＰに適
用可能な耐熱樹脂の中で最高レベルの耐熱性を有するも
のであり、代表的なものとしてＰＭＲ−１５がある。そ
の他の付加重合型ポリイミド樹脂としては、ＬＡＲＣ−
１６０、ＬＡＲＣ−ＲＰ４６、ＰＭＲ−II、Ｖ−ＣＡ
Ｐ、ＡＦＲ−７００、Ｔｈｅｒｍｉｄ ＭＣ６００、Ｔ
ｈｅｒｍｉｄ ＩＰ６００等が挙げられる。これらの付
加重合型ポリイミド樹脂は市販されていないものが多い
が、詳細についてはたとえば特開平１−１０４８７３号
公報、テクノシステム株式会社発行の「ＮＡＳＡ耐熱複
合材料」に記載されている。
用可能な耐熱樹脂の中で最高レベルの耐熱性を有するも
のであり、代表的なものとしてＰＭＲ−１５がある。そ
の他の付加重合型ポリイミド樹脂としては、ＬＡＲＣ−
１６０、ＬＡＲＣ−ＲＰ４６、ＰＭＲ−II、Ｖ−ＣＡ
Ｐ、ＡＦＲ−７００、Ｔｈｅｒｍｉｄ ＭＣ６００、Ｔ
ｈｅｒｍｉｄ ＩＰ６００等が挙げられる。これらの付
加重合型ポリイミド樹脂は市販されていないものが多い
が、詳細についてはたとえば特開平１−１０４８７３号
公報、テクノシステム株式会社発行の「ＮＡＳＡ耐熱複
合材料」に記載されている。
【００１７】
【作用】この発明では、有機溶剤の少なくとも一部を乾
燥除去し、さらに加圧を併用して成形を行うので、繊維
巻付け層中の空気や有機溶剤の気化ガスが効果的に除去
され、ボイド率の小さな製品が得られる。樹脂含浸繊維
の巻付けを何層かに分けて行い、各層の厚みが２ｍｍに
なるまでに有機溶剤の乾燥除去を繰り返す場合には、有
機溶剤の除去が特に効果的になされ、厚肉の製品でもボ
イド率が十分に小さくなる。
燥除去し、さらに加圧を併用して成形を行うので、繊維
巻付け層中の空気や有機溶剤の気化ガスが効果的に除去
され、ボイド率の小さな製品が得られる。樹脂含浸繊維
の巻付けを何層かに分けて行い、各層の厚みが２ｍｍに
なるまでに有機溶剤の乾燥除去を繰り返す場合には、有
機溶剤の除去が特に効果的になされ、厚肉の製品でもボ
イド率が十分に小さくなる。
【００１８】また、薄板による拘束で皺の発生も防止さ
れる。薄板は表面に垂直な圧力に対してはさほど抵抗し
ないが、局所的な変形に対しては抑止効果を発揮し、こ
れにより皺がつき難くなる。
れる。薄板は表面に垂直な圧力に対してはさほど抵抗し
ないが、局所的な変形に対しては抑止効果を発揮し、こ
れにより皺がつき難くなる。
【００１９】なお、この薄板は、前式のＳの値が０．１
ｋｇ・ｍｍ未満では局所変形の抑止効果が十分でなく、
樹脂含浸繊維と一緒に変形して製品に皺を生じることが
ある。また、Ｓの値が５００ｋｇ・ｍｍを超えると薄板
の曲げ抵抗によって装着時及び加圧時の薄板の繊維巻付
け層に対する密着性が低下し、加圧不足を招いて製品の
ボイドが増加する。
ｋｇ・ｍｍ未満では局所変形の抑止効果が十分でなく、
樹脂含浸繊維と一緒に変形して製品に皺を生じることが
ある。また、Ｓの値が５００ｋｇ・ｍｍを超えると薄板
の曲げ抵抗によって装着時及び加圧時の薄板の繊維巻付
け層に対する密着性が低下し、加圧不足を招いて製品の
ボイドが増加する。
【００２０】次に、薄板の巻き方については、繊維巻付
け層上に一周巻いて両側縁を単に突き合わせる方法では
加圧成形時の巻付け層の周長減少により、突き合わせた
側縁が互いに押し合って反り返り、この部分で製品の外
周に皺を生じる。
け層上に一周巻いて両側縁を単に突き合わせる方法では
加圧成形時の巻付け層の周長減少により、突き合わせた
側縁が互いに押し合って反り返り、この部分で製品の外
周に皺を生じる。
【００２１】また、この問題は、図１に示すように、薄
板３を一周巻いて両側縁を適度にオーバラップさせるこ
とによって解決できる（こうしておくとオーバラップ量
Ｓが変動して繊維巻付け層の周長減少分が吸収される）
が、この方法ではオーバラップ部に薄板の厚み分の段差
ができ、その段差が製品の外面に転写されて製品の強度
が若干低下する。
板３を一周巻いて両側縁を適度にオーバラップさせるこ
とによって解決できる（こうしておくとオーバラップ量
Ｓが変動して繊維巻付け層の周長減少分が吸収される）
が、この方法ではオーバラップ部に薄板の厚み分の段差
ができ、その段差が製品の外面に転写されて製品の強度
が若干低下する。
【００２２】これに対し、薄板の両側縁の突き合わせ部
に蛇行した隙間があり、その隙間の幅Ｌと蛇行の振れ幅
Ｍについて前記の条件を満たす場合には、薄板の突き合
わせが同一高さレベルでなされるため、製品の表面に目
立った段差が付かない。但し、隙間の幅Ｌが０．２０ｔ
より小さいと繊維巻付け層の周長減少分を隙間によって
完全に吸収し得ず、加圧成形時に薄板の側縁同士が突き
当って反り返り、その部分に皺ができる。
に蛇行した隙間があり、その隙間の幅Ｌと蛇行の振れ幅
Ｍについて前記の条件を満たす場合には、薄板の突き合
わせが同一高さレベルでなされるため、製品の表面に目
立った段差が付かない。但し、隙間の幅Ｌが０．２０ｔ
より小さいと繊維巻付け層の周長減少分を隙間によって
完全に吸収し得ず、加圧成形時に薄板の側縁同士が突き
当って反り返り、その部分に皺ができる。
【００２３】また、Ｌが３．０ｔより大きいと薄板の両
側縁に押し寄せられた形の皺が隙間部にできる。Ｌが
０．２０ｔ〜３．０ｔの範囲にある場合も、蛇行の振れ
幅Ｍが隙間の幅Ｌより小さいと、隙間を蛇行させた意味
が無くなり、薄板の両側縁に押し寄せられた形の皺がで
きる。
側縁に押し寄せられた形の皺が隙間部にできる。Ｌが
０．２０ｔ〜３．０ｔの範囲にある場合も、蛇行の振れ
幅Ｍが隙間の幅Ｌより小さいと、隙間を蛇行させた意味
が無くなり、薄板の両側縁に押し寄せられた形の皺がで
きる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の製造方法の実
施例と比較例を挙げる。
施例と比較例を挙げる。
【００２５】（実施例１）ヘキセル社製炭素繊維ＡＳ４
−１２Ｋと住友電工で合成したポリイミド樹脂ＰＭＲ−
５の５０重量％メタノール溶液を用いて、フィラメント
ワインディング法で内径φ２００ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ
の周方向巻き円筒を製造した。繊維に樹脂を含浸しなが
ら、図１に示す金型１に周方向に巻き付けていき（２が
樹脂含浸繊維の巻付け層）、厚み１．５ｍｍまで巻き付
けた後、８０℃で一晩加熱して溶剤を除去した。その
後、弾性率７２５０ｋｇ／ｍｍ2 、厚み０．３５ｍｍの
アルミ薄板３を図１に示すように一周巻付けて継ぎ目部
で２０ｍｍラップさせ、その上から真空バッグ（図示せ
ず）を装着してオートクレーブで、１４ｋｇ／ｃｍ2 、
３１６℃で加圧加熱してＦＲＰ円筒を得た。得られた円
筒には、アルミ薄板継ぎ目部で軽微な段差があったが、
皺はなく、ボイド率も低く、表１に示すように良好な機
械物性を示した。
−１２Ｋと住友電工で合成したポリイミド樹脂ＰＭＲ−
５の５０重量％メタノール溶液を用いて、フィラメント
ワインディング法で内径φ２００ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ
の周方向巻き円筒を製造した。繊維に樹脂を含浸しなが
ら、図１に示す金型１に周方向に巻き付けていき（２が
樹脂含浸繊維の巻付け層）、厚み１．５ｍｍまで巻き付
けた後、８０℃で一晩加熱して溶剤を除去した。その
後、弾性率７２５０ｋｇ／ｍｍ2 、厚み０．３５ｍｍの
アルミ薄板３を図１に示すように一周巻付けて継ぎ目部
で２０ｍｍラップさせ、その上から真空バッグ（図示せ
ず）を装着してオートクレーブで、１４ｋｇ／ｃｍ2 、
３１６℃で加圧加熱してＦＲＰ円筒を得た。得られた円
筒には、アルミ薄板継ぎ目部で軽微な段差があったが、
皺はなく、ボイド率も低く、表１に示すように良好な機
械物性を示した。
【００２６】（実施例２）アルミ薄板継ぎ目部の形状を
下記のように変更したことを除き、実施例１と同じ材
料、同じ方法で内径φ２００ｍｍ、肉厚１．５ｍｍの周
方向巻き円筒を製造した。
下記のように変更したことを除き、実施例１と同じ材
料、同じ方法で内径φ２００ｍｍ、肉厚１．５ｍｍの周
方向巻き円筒を製造した。
【００２７】図２に示すように、アルミ薄板３を一周巻
付けて突き合わせ部に蛇行した隙間４を設け、隙間の幅
Ｌを３ｍｍ、隙間の周方向の振れ幅Ｍを１０ｍｍとし
た。得られた円筒には、皺はなく、ボイド率も低く、表
１に示すように良好な機械物性を示した。
付けて突き合わせ部に蛇行した隙間４を設け、隙間の幅
Ｌを３ｍｍ、隙間の周方向の振れ幅Ｍを１０ｍｍとし
た。得られた円筒には、皺はなく、ボイド率も低く、表
１に示すように良好な機械物性を示した。
【００２８】（実施例３）樹脂含浸繊維の巻付け工程を
下記のように変更したことを除き、実施例１と同じ材
料、同じ方法で内径φ２００ｍｍ、肉厚３ｍｍの周方向
巻き円筒を製造した。
下記のように変更したことを除き、実施例１と同じ材
料、同じ方法で内径φ２００ｍｍ、肉厚３ｍｍの周方向
巻き円筒を製造した。
【００２９】繊維に樹脂を含浸しながら、金型に周方向
に巻き付けていき、厚み１．５ｍｍで巻き付けた後、８
０℃で一晩加熱して溶剤を除去した。その上から、さら
に厚み１．５ｍｍ、乾燥済みの下側の層を含めて合計厚
みが３ｍｍになるまで、繊維に樹脂を含浸しながら周方
向に巻き付け、８０℃で一晩加熱して溶剤を除去した。
に巻き付けていき、厚み１．５ｍｍで巻き付けた後、８
０℃で一晩加熱して溶剤を除去した。その上から、さら
に厚み１．５ｍｍ、乾燥済みの下側の層を含めて合計厚
みが３ｍｍになるまで、繊維に樹脂を含浸しながら周方
向に巻き付け、８０℃で一晩加熱して溶剤を除去した。
【００３０】得られた円筒には、アルミ薄板３の継ぎ目
部で軽微な段差があったが、皺はなく、ボイド率も低
く、表１に示すように良好な機械物性を示した。
部で軽微な段差があったが、皺はなく、ボイド率も低
く、表１に示すように良好な機械物性を示した。
【００３１】（実施例４）アルミ薄板継ぎ目部の形状を
下記のように変更したことを除き、実施例３と同じ材
料、同じ方法で内径φ２００ｍｍ、肉厚３ｍｍの周方向
巻き円筒を製造した。
下記のように変更したことを除き、実施例３と同じ材
料、同じ方法で内径φ２００ｍｍ、肉厚３ｍｍの周方向
巻き円筒を製造した。
【００３２】図２に示すようにアルミ薄板３を一周巻付
けて突き合わせ部に蛇行した隙間４を設け、隙間の幅Ｌ
を６ｍｍ、隙間の振れ幅Ｍを１３ｍｍとした。得られた
円筒には、皺はなく、ボイド率も低く、表１に示すよう
に良好な機械物性を示した。
けて突き合わせ部に蛇行した隙間４を設け、隙間の幅Ｌ
を６ｍｍ、隙間の振れ幅Ｍを１３ｍｍとした。得られた
円筒には、皺はなく、ボイド率も低く、表１に示すよう
に良好な機械物性を示した。
【００３３】（比較例１）アルミ薄板を用いなかったこ
とを除き、実施例１と同じ材料、同じ方法で内径φ２０
０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍの周方向巻き円筒を製造した。
得られた円筒は、ボイド率は低いが、表面に皺があり、
表１に示すように機械物性の低いものであった。
とを除き、実施例１と同じ材料、同じ方法で内径φ２０
０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍの周方向巻き円筒を製造した。
得られた円筒は、ボイド率は低いが、表面に皺があり、
表１に示すように機械物性の低いものであった。
【００３４】（比較例２）アルミ薄板を用いなかったこ
とを除き、実施例３と同じ材料、同じ方法で内径φ２０
０ｍｍ、肉厚３ｍｍの周方向巻き円筒を製造した。得ら
れた円筒は、ボイド率は低いが、皺があり、表１に示す
ように機械物性の低いものであった。
とを除き、実施例３と同じ材料、同じ方法で内径φ２０
０ｍｍ、肉厚３ｍｍの周方向巻き円筒を製造した。得ら
れた円筒は、ボイド率は低いが、皺があり、表１に示す
ように機械物性の低いものであった。
【００３５】（比較例３）アルミ薄板を用いなかったこ
とを除き、実施例１と同じ材料、同じ方法で内径φ２０
０ｍｍ、厚肉３ｍｍの周方向巻き円筒を製造した。得ら
れた円筒には、大きな皺があり、ボイド率も高く、表１
に示すように非常に機械物性の低いものであった。
とを除き、実施例１と同じ材料、同じ方法で内径φ２０
０ｍｍ、厚肉３ｍｍの周方向巻き円筒を製造した。得ら
れた円筒には、大きな皺があり、ボイド率も高く、表１
に示すように非常に機械物性の低いものであった。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の方法によ
れば、ＰＭＲ−１５等の耐熱樹脂を用いてフィラメント
ワインディング法で従来得難かった皺等がなくてボイド
率も小さい、高品質、高性能、高耐熱性のＦＲＰ管状体
を製造することができる。
れば、ＰＭＲ−１５等の耐熱樹脂を用いてフィラメント
ワインディング法で従来得難かった皺等がなくてボイド
率も小さい、高品質、高性能、高耐熱性のＦＲＰ管状体
を製造することができる。
【００３８】また、特開平１−１０４８７３号公報の方
法では、加熱されたこてで金型上のプリプレグの樹脂を
溶かしながら巻付けを行うので、巻付け速度を高め難い
が、この発明の方法では高速巻付けが行え、生産性の面
でも有利になる。
法では、加熱されたこてで金型上のプリプレグの樹脂を
溶かしながら巻付けを行うので、巻付け速度を高め難い
が、この発明の方法では高速巻付けが行え、生産性の面
でも有利になる。
【図１】この発明の製造方法での薄板装着例を示す斜視
図
図
【図２】この発明の製造方法でのより好ましい薄板装着
例を示す斜視図
例を示す斜視図
【図３】（ａ）薄板の突き合わせ部（継ぎ目部）に設け
る蛇行した隙間の一例を示す図 （ｂ）上記隙間の他の例を示す図 （ｃ）上記隙間の更に他の例を示す図
る蛇行した隙間の一例を示す図 （ｂ）上記隙間の他の例を示す図 （ｃ）上記隙間の更に他の例を示す図
１ 金型 ２ 樹脂含浸繊維の巻付け層 ３ 薄板 ４ 隙間 ５ 隙間の中心線 Ｓ オーバラップ量 Ｌ 隙間の幅 Ｍ 隙間の蛇行の振れ幅
Claims (5)
- 【請求項１】 有機溶剤で溶かして液状にした耐熱樹脂
を連続繊維に含浸させ、その樹脂含浸繊維をフィラメン
トワインディング法で金型に巻付けた後、加熱加圧して
ＦＲＰ管状体を得る方法であって、樹脂含浸繊維を金型
に巻く前、又は巻いた後に含浸樹脂中の有機溶剤の少な
くとも一部を乾燥除去し、さらに、金型上に出来た樹脂
含浸繊維の巻付け層上に薄板を巻いて加熱加圧成形する
ことを特徴とするＦＲＰ管状体の製造方法。 - 【請求項２】 樹脂含浸繊維の巻付け工程において、巻
付け層の厚みが２ｍｍになるまでの間に有機溶剤の乾燥
除去を少なくとも１回行い、その後、下層の巻付け層上
に再度樹脂含浸繊維を巻付けて再巻付け層の厚みが２ｍ
ｍになるまでの間に有機溶剤の乾燥除去を少なくとも１
回行い、以上の作業を巻付け層が所定厚みになるまで繰
り返すことを特徴とするＦＲＰ管状体の製造方法。 - 【請求項３】 前記薄板が下記の条件を満たす請求項１
又は２記載のＦＲＰ管状体の製造方法。 ｉ）下式のＳの値が０．１ｋｇ・ｍｍ以上、５００ｋｇ
・ｍｍ以下である。 Ｓ＝Ｅ×ｈ3 ÷１２×ｎ Ｅ：薄板の弾性率（ｋｇ／ｍｍ2 ） ｈ：薄板の厚み（ｍｍ） ｎ：薄板の重ね枚数（ｎ≧１） - 【請求項４】 前記薄板を１周巻いてその薄板の両側縁
を樹脂含浸繊維の巻付け層上で隙間をもって互いに突き
合わせ、さらに、その突き合わせ部の隙間を蛇行させ、
その隙間の幅と蛇行の振れ幅について下記の条件を満足
させた請求項３記載のＦＲＰ管状体の製造方法。 ０．２０ｔ≦Ｌ≦３．０ｔ Ｍ≧Ｌ Ｌ：隙間の幅（ｍｍ） Ｍ：蛇行の振れ幅（ｍｍ） ｔ：繊維巻付け層の厚み（ｍｍ） - 【請求項５】 耐熱樹脂として、付加重合型のポリイミ
ド樹脂を用いる請求項１乃至４のいずれかに記載のＦＲ
Ｐ管状体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9280356A JPH11115064A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | Ｆｒｐ管状体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9280356A JPH11115064A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | Ｆｒｐ管状体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11115064A true JPH11115064A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17623874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9280356A Pending JPH11115064A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | Ｆｒｐ管状体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11115064A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010125826A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 高圧ガスタンク製造装置及び高圧ガスタンクの製造方法 |
| US10974484B2 (en) | 2018-03-13 | 2021-04-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Forming method of cylindrical composite material, inner surface layering device, and cylindrical composite material |
| US11427939B2 (en) * | 2018-07-30 | 2022-08-30 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | FRP tubular body and method for manufacturing FRP tubular body |
-
1997
- 1997-10-14 JP JP9280356A patent/JPH11115064A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010125826A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 高圧ガスタンク製造装置及び高圧ガスタンクの製造方法 |
| US10974484B2 (en) | 2018-03-13 | 2021-04-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Forming method of cylindrical composite material, inner surface layering device, and cylindrical composite material |
| US11427939B2 (en) * | 2018-07-30 | 2022-08-30 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | FRP tubular body and method for manufacturing FRP tubular body |
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