複合容器の製造方法
【課題】所望の形状および強度を有す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。
【解決手段】トウプリプレグ２０の樹脂を、トウプリプレグ２０がライナ５に巻装される前に加熱装置６によって加熱して、樹脂の粘度を加熱前の粘度よりも低下させておく。その後、トウプリプレグ２０をライナに巻装しながらトウプリプレグ２０の樹脂を冷却して、低下した樹脂の粘度を再び高める。
【解決手段】トウプリプレグ２０の樹脂を、トウプリプレグ２０がライナ５に巻装される前に加熱装置６によって加熱して、樹脂の粘度を加熱前の粘度よりも低下させておく。その後、トウプリプレグ２０をライナに巻装しながらトウプリプレグ２０の樹脂を冷却して、低下した樹脂の粘度を再び高める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の気体あるいは液体を収納する複合容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維等を強化材とし、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等をマトリックス樹脂とした複合材料は、スポーツ用品、自動車部品を始め広く使用されている。
【０００３】
複合材料の製造方法には、繊維強化材に未硬化のマトリックス樹脂を含浸させてプリプレグとし、該プリプレグを成形硬化させる方法が広く採用されている。一方で、ＦＷによる中空物の成形方法、いわゆるＦＷ法も複合材料の製造方法として多く採用されている。
【０００４】
ＦＷ（フィラメントワインディング）法には、予め熱硬化性樹脂マトリックスを含浸したストランドプリプレグを用意し、これをマンドレルに巻き付けて成形する方法（Ｄｒｙ ＦＷ法）と、ストランドに低粘度樹脂を含浸させながら、マンドレルに巻き付けて成形する方法（Ｗｅｔ ＦＷ法）とがあることが広く知られている。更にこのＷｅｔ ＦＷ法は、ストランドに低粘度樹脂を含浸させる方法の種類によって、キスタッチ法、浸漬法その他の方法に分類されている。
【０００５】
図１に、Ｗｅｔ法に用いられるレジンバスを有するタンクの製造装置の一例の模式的な概念図を示す。
【０００６】
図１に示す製造装置は、炭素繊維等のトウを巻廻した供給ロール１０１と、樹脂１０２を収納したレジンバス１０３と、レジンバス１０３内に回転可能に設けられた回転ロール１０４と、樹脂を含浸させたトウを巻き取り、タンクを成形するライナ１０５とを有する。
【０００７】
複数の供給ロール１０１から供給されたトウはレジンバス１０３内へと案内される。レジンバス１０３内の炭素繊維は回転ロール１０４の周縁を案内されながら樹脂が含浸される。樹脂含有量調ロール１０６によって余剰の樹脂が搾り取られ、樹脂含有量の調整がなされる。樹脂含有量の調整がなされたトウは、巻付張力調整部１０７により、巻き付け時の張力が調整されながらライナ１０５に巻き付けられる。
【０００８】
しかし、レジンバス法は、トウをレジンバス１０３内に通過させて樹脂含浸させた後、樹脂含有量調ロール１０６によって余剰の樹脂を搾り取り樹脂含有量を調整する際、トウとの摩擦が生じ、糸切れ、毛羽立ち等を伴うトウの損傷が生じる。また樹脂を搾り取ることによって樹脂含有量を調整するため、樹脂含有量を高精度で調整するのが困難である。
【０００９】
また、レジンバス法は、レジンバス１０３内に直接トウを通過させるので、レジンバス１０３内が毛羽等で汚損してしまう問題がある。
【００１０】
さらに、レジンバス１０３内に収納されている樹脂は、例えば、室温において０．１Ｐａ・ｓ程度の低粘度のものである。このような低粘度の樹脂内で回転ロール１０４を高速回転させると樹脂が飛散してしまうため、回転ロール１０４の回転速度は制限を受けてしまう。また、低粘度の樹脂を用いることから、ライナ１０５に巻き付けられたトウが滑りやすい状態にある。特にライナ１０５の端部の形状がドーム形状の場合、トウの滑りが生じやすく所望の厚み、あるいは形状を得ることが困難となる。そうすると、ライナ端部では強度が不足してしまうこととなるため、強度を確保するべく、トウを余分に巻き付ける必要があった。また、Ｗｅｔ法は、成形品の形状を所望の形状にすべく、装置を一旦停止して樹脂を固め、固化されたら再度装置を駆動する、といった制御を繰り返す必要がある。これらが原因でＷｅｔ法は生産性を向上させるのが困難となる。
【００１１】
また、レジンバス法では、反応性の高い樹脂を用いることが多く、このため室温で徐々に硬化反応が進行し、ワインディング中に樹脂粘度が増加する傾向がある。このような粘度変化は樹脂のピックアップ量に影響するため、結果として樹脂含量の均一性が損なわれることになる。
【００１２】
このように、レジンバス法により製造された成型品は、繊維と樹脂との重量比を精度良く一定にすることが困難であることによる品質安定性の低さ、またトウの摩擦による損傷を防ぐために生産速度が低いことによる製造コストの高さ等の問題がある。
【００１３】
そこで、予め樹脂が含浸されたトウプリプレグを用いてＦＷを行う、いわゆるＤｒｙ法が用いられることがある。図２にトウプリプレグを用いたタンクの製造装置の一例の模式的な概念図を示す。ここで、「トウプリプレグ」とは、繊維束に樹脂を含浸し、半硬化状態としたものを意味する。
【００１４】
図２に示す製造装置は、トウプリプレグを巻廻した供給ロール２０１と、巻付張力調整部２０７と、タンクを成形するライナ２０５とを有する。
【００１５】
供給ロール２０１から供給されたトウプリプレグは、すでに樹脂が含浸されているため、レジンバスを通過することなく、巻付張力調整部２０７により、巻き付け時の張力が調整されながらライナ２０５に巻き付けられる。ライナ２０５へのトウプリプレグの巻き付け時に、ライナ２０５外部からトウプリプレグを加熱することでトウプリプレグを硬化させる。なお、トウプリプレグに含浸されている樹脂の粘度は供給ロール２０１部分で５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ程度であり、ライナ２０５に巻き付ける時点で１０Ｐａ・ｓ程度となっており、Ｗｅｔ法のトウに比べ粘度が高い。
【００１６】
トウプリプレグを用いたＤｒｙ法によれば、Ｗｅｔ法の問題点が解消される。すなわち、本方法によれば、含有樹脂量の高精度化が可能であり、樹脂を絞り取る際に生じる糸切れ、毛羽立ち等を伴うトウの損傷を生じることもない。また、レジンバスを用いないので、レジンバスの汚損、樹脂の粘度に起因する生産性向上の制限もない。
【００１７】
一方、繊維の滑りの問題に対しては、特許文献１や、特許文献２では、ライナの端部（ドーム部）に、階段状、あるいは筋状の構造を設け、繊維の滑りを防止している。また、特許文献３では、光重合を用い、フィラメントを固定した後、樹脂を固化する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平８−２１９３９０号公報
【特許文献２】特開２０００−１０６１４２号公報
【特許文献３】特開２００５−３２４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、ライナの端部に構造物を設ける特許文献１や特許文献２に開示された発明の場合、ライナ本体に加工を施さなければならない。
【００２０】
また、特許文献３に開示された発明の場合、樹脂の中に光でラジカルを発生させる物質を加える必要があるとともに、このような光に反応する物質は、長期の使用に際して樹脂の劣化の原因となりうる。
【００２１】
また、特許文献４に開示された発明の場合、装置やプログラムが複雑になってしまう。
【００２２】
このように、上述した各特許文献で開示された発明はトウの滑りを抑制できるという点においていずれも高い効果が得られると思われるが、複合容器を簡便に製造するという点ではまだ十分とはいえない。
【００２３】
また、トウプリプレグにおける繊維の束は、その断面形状が概ね円形となっている。従来のＤＲＹ法では、このようなトウプリプレグをライナに巻装しても、トウプリプレグの繊維の束は各繊維が広がることなく円形状を保持したままであった。これは、従来のＤＲＹ法に用いられるトウプリプレグの樹脂の粘度が比較的高いものを使用していたので、繊維の束が変形しにくかったことによる。繊維が広がらないままライナに巻装されると、繊維と樹脂層の中に空隙が発生しやすく、複合容器としての強度が発現しにくいという問題があった。
【００２４】
そこで、本発明は、簡便に、所望の形状および強度を有する複合容器を製造することができる複合容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の複合容器の製造方法は、熱硬化性の樹脂が予め含浸された繊維をライナに巻装して複合容器を製造する複合容器の製造方法において、繊維に含浸されている樹脂を、繊維がライナに巻装される前に加熱して、樹脂の粘度を加熱前の粘度よりも低下させておく加熱工程と、加熱工程後、繊維をライナに巻装しながら樹脂を冷却して、加熱工程で低下した樹脂の粘度を高める冷却工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
上記本発明の製造方法は、繊維をライナに巻装する前に加熱することで繊維に含浸させている樹脂の粘度を低下させる。このため、樹脂がライナに巻き付けられた瞬間においては、樹脂の粘度が低下しているので繊維が広がりやすい状態となっている。つまり、繊維が広がり、かつ樹脂の粘度が低下して流動性が高められることで繊維間や樹脂中に存在している気泡が除去される。その結果、空隙が形成されていない、十分な強度を有する複合容器とすることが可能となる。
【００２７】
さらに、本発明の製造方法は、繊維をライナに巻装しながら樹脂を冷却することで樹脂粘度を再び高める。これにより、繊維の滑りが防止され、複合容器を所望の形状に形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、簡便に、所望の形状および強度を有する複合容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】Ｗｅｔ法に用いられるレジンバスを有するタンクの製造装置の一例の模式的な概念図である。
【図２】トウプリプレグを用いたタンクの製造装置の一例の模式的な概念図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る複合容器の製造装置の模式的概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合容器の製造方法の製造フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図３は、本実施形態にかかる複合容器の製造方法に用いられる製造装置を説明するための概略図である。
【００３１】
本実施形態の製造装置１０は、供給部１と、巻付張力調整部２と、速度センサプーリ３と、デリバリーアイ４と、ライナ５と、加熱装置６と、冷却装置７と、制御部８とを有する。
【００３２】
供給部１は、トウプリプレグ２０を供給する装置であり、トウプリプレグ２０が巻廻された複数の供給ロール１１を有する。供給ロール１１に巻廻されたトウプリプレグ２０は５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ、好ましくは７Ｐａ・ｓ〜５０Ｐａ・ｓの粘度を維持した状態で保持されている。
【００３３】
供給ロール１１に積層して巻き付けられているトウプリプレグ２０は、内層から外層に向かって熱硬化性樹脂の含浸量を減少させたものを巻きつけておいてもよい。このようにしておくことで、ライナ５に積層して巻き付けられたトウプリプレグ２０は、内層から外層に向かって熱硬化性樹脂の含浸量が増加した状態で巻き付けられていることとなる。
【００３４】
供給部１からのトウプリプレグ２０の供給速度は制御部８により制御される。なお、本実施形態における供給部１は、すでに製造されたトウプリプレグが供給ロール１１に巻廻された状態で供給される方式を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、供給部１において、トウに樹脂供給してトウプリプレグを製造し、この製造されたトウプリプレグを供給する方式を採用するものであってもよい。
【００３５】
巻付張力調整部２及び速度センサプーリ３は供給部１とライナ５との間に配置されている。巻付張力調整部２は、ライナ５に巻き付けるトウプリプレグ２０に所要の巻付張力を付与することができるように構成されており、制御部８によって付与する巻付張力が制御される。速度センサプーリ３は、トウプリプレグ２０の線速度を感知する速度センサである。速度センサプーリ３で検出されたトウプリプレグ２０の線速度は、不図示の信号送信器から制御部８に送信される。制御部８は、信号送信器からの信号に基づき、供給部１からのトウプリプレグ２０の供給速度を制御する。すなわち、トウプリプレグ２０の線速度は、速度センサプーリ３により常時測定され、リアルタイムで信号送信器から制御部８にフィードバックされるため、例えば、デリバリーアイ４の折り返し時に速度が低下した際も、あるいは、巻き始めから巻き終わりまでにおけるワインディング成形体の径が変化した場合でも、樹脂供給量が制御され、トウに対する樹脂含浸量は終始一定に制御されてＦＷ成形が実施される。
【００３６】
デリバリーアイ４は、供給部１から供給されたトウプリプレグ２０を集束させ、ＦＷでライナ５に巻きつける装置であり、ライナ５の軸方向と平行な方向に往復移動可能に設けられている。トウプリプレグ２０の配向角度は、ライナ５の回転速度とデリバリーアイ４の移動速度の比により決定される。デリバリーアイ４の移動速度は制御部８により制御される。
【００３７】
トウプリプレグ２０が巻き付けられるライナ５の材質は、用途によって、樹脂製、金属製が選択される。樹脂製ライナとしては、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されたものに、金属製の口金が付けられているものが一般的である。金属製ライナは、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からスピニング加工等により容器形状に賦形したあとで、口金形状を付与するものが一般的である。
【００３８】
このライナ５は、不図示の駆動装置により回転駆動される。デリバリーアイ４を通過してきたトウプリプレグ２０はライナ５の外周面にＦＷで巻廻される。
【００３９】
加熱装置６は、ライナ５の外周面に巻装される直前のトウプリプレグ２０を加熱して、樹脂の粘度を低下させるためのヒータであり、加熱装置６の温度制御は、制御部８によりなされる。加熱装置６は、トウプリプレグ２０の樹脂の温度が５０℃〜１００℃、より好ましくは６０℃〜９０℃となるように加熱する。すなわち、加熱装置６は、樹脂の粘度は低下させるが、トウプリプレグ２０の樹脂が瞬時に硬化しない温度でトウプリプレグ２０を加熱する。
【００４０】
冷却装置７は、加熱装置６によって加熱され、ライナ５に巻き付けられた直後のトウプリプレグ２０に冷却風を吹き付けてトウプリプレグ２０を冷却する。トウプリプレグ２０は、ライナ５に巻装される前に加熱装置６によって加熱されることで、樹脂の粘度が加熱前の状態に比べ低下している。冷却装置７は、この粘度が低下した樹脂を冷却することで粘度を再び高めるために用いられる。なお、冷却装置７の温度制御及び風量の制御は、制御部８によりなされ、冷却風の温度は４０℃以下、好ましくは３５℃以下となるおように制御される。
【００４１】
制御部８は、上述したように、供給部１、巻付張力調整部２、デリバリーアイ４、ライナ５、加熱装置６及び冷却装置７等を駆動制御する。
【００４２】
本実施形態のトウプリプレグ２０に用いられる熱硬化性樹脂の熱特性は、２５℃において粘度が５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓであり、８０℃において粘度が０．１Ｐａ・ｓ〜１．２Ｐａ・ｓである。なお、２５℃において、熱硬化性樹脂の粘度が５Ｐａ・ｓ未満であると繊維をまとめることができず、１００Ｐａ・ｓを超えると、ライナ５に巻き付けた前の層との熱硬化性樹脂の粘着が悪くなりＦＷに使用できない。また、８０℃において粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満であると熱硬化性樹脂が流れてしまうという問題点があり、１．２Ｐａ・ｓを超えると繊維が広がりにくくなるという欠点がある。
【００４３】
本実施形態のトウプリプレグ２０の熱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、エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
また、熱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が挙げられる。
【００４５】
また、熱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が挙げられる。
【００４６】
また、本発明のトウプリプレグ２０に用いられる繊維としては、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、ビニロン繊維等が挙げられるが、特に高強度、高弾性率かつ軽量な炭素繊維が好ましい。
【００４７】
また、本発明のトウプリプレグ２０に用いられる繊維の繊維数（フィラメント）は、特に制限されるものではないが１０００フィラメント〜５００００フィラメント、好ましくは３０００フィラメント〜３００００フィラメントの範囲である。なお、繊維の繊維数が、１０００フィラメントより低いと繊維中に含まれる熱硬化性樹脂の含有量が少なくなる場合があり、５００００フィラメントを超えると繊維が太くなり、巻きつけるのが困難になる。
【００４８】
次に、図４を用いて本実施形態にかかる複合容器の製造方法について説明する。図４は、本実施形態の製造方法の製造フローを示す図である。
【００４９】
まず、供給部１のトウプリプレグ２０が巻付張力調整部２へと供給される（ステップＳ１）。
【００５０】
続いて、トウプリプレグ２０は巻付張力調整部２により張力を調整されながらデリバリーアイ４へと供給されることで集束される（ステップＳ２）。
【００５１】
次に、加熱装置６は、ライナ５に巻装される直前のトウプリプレグ２０の樹脂の粘度を低下させるため、トウプリプレグ２０の樹脂を５０〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃に加熱する（ステップＳ３）。
【００５２】
デリバリーアイ４はライナ５の軸方向と平行な方向に往復移動させつつ、回転駆動されているライナ５へとトウプリプレグ２０を供給することで、トウプリプレグ２０をライナ５に巻装していく（ステップＳ４）。
【００５３】
次に、ライナ５へと巻き付けられた直後のトウプリプレグ２０の樹脂を、冷却装置７から吹き出させた冷却風によって冷却する（ステップＳ５）。すなわち、本発明の製造装置１０は、トウプリプレグ２０をライナ５に巻装しながらトウプリプレグ２０の樹脂を冷却することで、加熱装置６の加熱により低下した樹脂の粘度を再び高める。制御部８は、冷却風の温度を４０℃以下、好ましくは３５℃以下に制御する。
【００５４】
次に、トウプリプレグ２０を不図示の熱硬化用加熱装置によって加熱することで熱硬化性樹脂を硬化させる（ステップＳ６）。硬化条件は、特に制限されるものではないが、例えば、室温から１５０℃まで、１℃／分で昇温させた後、１時間加熱させ、その後室温まで冷却させるようにする。
【００５５】
以上のとおり、本実施形態の場合、トウプリプレグ２０は、ライナ５に巻き付けられる前に加熱装置６で加熱されている。このため、トウプリプレグ２０がライナ５に巻付けられた瞬間においては、トウプリプレグ２０の熱硬化性樹脂の粘度は、加熱前、すなわち室温における粘度に比べて低下している。つまり、トウプリプレグ２０は、繊維の束がライナ５上で広がりやすい状態で巻き付けられる。また、流動性が高くなったトウプリプレグ２０の樹脂は、トウプリプレグ２０間に浸透しやすい状態となり、繊維間や樹脂中に存在している気泡が除去されるとともにトウプリプレグ２０どうしの密着性が高められる。その結果、このため、空隙が形成されていない、十分な強度を有する複合容器とすることができる。
【００５６】
また、加熱によって樹脂の粘度が低下したトウプリプレグ２０は、ライナ５に巻装されながら冷却装置７からの冷却風によって冷却される。樹脂が冷却されることで樹脂の粘度は再び高められるのでトウプリプレグ２０は滑りにくくなる。その結果、複合容器を所望の形状に形成することができる。
【００５７】
なお、供給部１を上流側としライナ５を下流側とした場合、図３においては、加熱装置６は、デリバリーアイ４の下流側に配置されているように図示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、加熱装置６による加熱は、ライナ５に巻装される直前のトウプリプレグ２０の樹脂の温度が、トウプリプレグ２０の樹脂を５０〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃に加熱に加熱されることで粘度が低下していれば加熱装置６はどのような位置に配置されていてもよく、よって、加熱装置６がデリバリーアイ４の上流側に配置されているものであってもよい。
【実施例１】
【００５８】
本実施例では、以下の条件において、本発明の複合容器の製造方法により複合容器を製造した。
【００５９】
トウに含浸させる樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂９０重量部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂１０重量部にジシアンジアミド１８重量部および３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素９重量部を混合した。この樹脂組成物の粘度は２５℃で８０Ｐａ・ｓ、８０℃で０．３Ｐａ・ｓであった。この樹脂組成物を５０℃に加温しながら、東レ社製炭素繊維Ｔ８００ＳＣの２４０００フィラメントに含浸し、供給ロール１１（ボビン）に巻き取り、樹脂含有率２８％のトウプリプレグ２０とした。
【００６０】
このトウプリプレグ２０のボビンを加熱装置６にて５０℃にて加熱しながら、中央部分の外径２５０ｍｍのアルミ製７Ｌのライナ５にフィラメントワインディング（ＦＷ）により巻き付けた。ＦＷ条件は、ライナ５の回転数６０ｒｐｍ、張力５０Ｎのフープ巻とした。ＦＷが胴端部に差し掛かったときのみ、巻付け部分を送風により冷却した。
【００６１】
これにより、胴端部をドーム側にずれることなく巻きつけることができた。
【実施例２】
【００６２】
本実施例では、以下の条件において、本発明の複合容器の製造方法により複合容器を製造した。
【００６３】
供試体として、ＳＡＭＴＥＣＨ社製のアルミニウムライナ（長さ３４５ｍｍ、外径１００ｍｍ、内容積２．１リットル、材質Ａ６０６１−Ｔ６）を使用した。
【００６４】
このライナの口金部を除く外表面全域に、エポキシ系の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、商品名トーホーダイトＥＥ５０（株式会社東邦アーステック製）を、硬化後の剥離抑制材層の厚さが２００μｍとなるように塗布し、室温で２４時間硬化させて剥離抑制材層を形成した。
【００６５】
硬化後、下記の樹脂組成物を用いたトウプリプレグ２０を作成し、実施例１と同じ条件にてフィラメントワインディングを行い、容器を製造したところ、胴端部をドーム側にずれることなく巻きつけることができた。
【００６６】
（樹脂組成物）
本実施例の熱硬化性樹脂は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（２５℃で液状：エポキシ当量１５８ｇ／ｅｐ、東都化成社製のエポトートＹＤＦ−８１７０）を２９０重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（メチル化ＨＨＰＡ、新日本理化社製のリカシッドＭＨ−７００）３０８重量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業社製のキュアゾール２Ｅ４ＭＺ）を６．１重量部、無機充填剤８９０重量部を溶融混錬して得られたものを使用した。この組成における熱硬化性樹脂の粘度は、２５℃で８５Ｐａ・ｓ、８０℃で１Ｐａ・ｓであった。
【符号の説明】
【００６７】
１ 供給部
２ 巻付張力調整部
３ 速度センサプーリ
４ デリバリーアイ
５ ライナ
６ 加熱装置
７ 冷却装置
８ 制御部
１０ 製造装置
１１ 供給ロール
２０ トウプリプレグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の気体あるいは液体を収納する複合容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維等を強化材とし、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等をマトリックス樹脂とした複合材料は、スポーツ用品、自動車部品を始め広く使用されている。
【０００３】
複合材料の製造方法には、繊維強化材に未硬化のマトリックス樹脂を含浸させてプリプレグとし、該プリプレグを成形硬化させる方法が広く採用されている。一方で、ＦＷによる中空物の成形方法、いわゆるＦＷ法も複合材料の製造方法として多く採用されている。
【０００４】
ＦＷ（フィラメントワインディング）法には、予め熱硬化性樹脂マトリックスを含浸したストランドプリプレグを用意し、これをマンドレルに巻き付けて成形する方法（Ｄｒｙ ＦＷ法）と、ストランドに低粘度樹脂を含浸させながら、マンドレルに巻き付けて成形する方法（Ｗｅｔ ＦＷ法）とがあることが広く知られている。更にこのＷｅｔ ＦＷ法は、ストランドに低粘度樹脂を含浸させる方法の種類によって、キスタッチ法、浸漬法その他の方法に分類されている。
【０００５】
図１に、Ｗｅｔ法に用いられるレジンバスを有するタンクの製造装置の一例の模式的な概念図を示す。
【０００６】
図１に示す製造装置は、炭素繊維等のトウを巻廻した供給ロール１０１と、樹脂１０２を収納したレジンバス１０３と、レジンバス１０３内に回転可能に設けられた回転ロール１０４と、樹脂を含浸させたトウを巻き取り、タンクを成形するライナ１０５とを有する。
【０００７】
複数の供給ロール１０１から供給されたトウはレジンバス１０３内へと案内される。レジンバス１０３内の炭素繊維は回転ロール１０４の周縁を案内されながら樹脂が含浸される。樹脂含有量調ロール１０６によって余剰の樹脂が搾り取られ、樹脂含有量の調整がなされる。樹脂含有量の調整がなされたトウは、巻付張力調整部１０７により、巻き付け時の張力が調整されながらライナ１０５に巻き付けられる。
【０００８】
しかし、レジンバス法は、トウをレジンバス１０３内に通過させて樹脂含浸させた後、樹脂含有量調ロール１０６によって余剰の樹脂を搾り取り樹脂含有量を調整する際、トウとの摩擦が生じ、糸切れ、毛羽立ち等を伴うトウの損傷が生じる。また樹脂を搾り取ることによって樹脂含有量を調整するため、樹脂含有量を高精度で調整するのが困難である。
【０００９】
また、レジンバス法は、レジンバス１０３内に直接トウを通過させるので、レジンバス１０３内が毛羽等で汚損してしまう問題がある。
【００１０】
さらに、レジンバス１０３内に収納されている樹脂は、例えば、室温において０．１Ｐａ・ｓ程度の低粘度のものである。このような低粘度の樹脂内で回転ロール１０４を高速回転させると樹脂が飛散してしまうため、回転ロール１０４の回転速度は制限を受けてしまう。また、低粘度の樹脂を用いることから、ライナ１０５に巻き付けられたトウが滑りやすい状態にある。特にライナ１０５の端部の形状がドーム形状の場合、トウの滑りが生じやすく所望の厚み、あるいは形状を得ることが困難となる。そうすると、ライナ端部では強度が不足してしまうこととなるため、強度を確保するべく、トウを余分に巻き付ける必要があった。また、Ｗｅｔ法は、成形品の形状を所望の形状にすべく、装置を一旦停止して樹脂を固め、固化されたら再度装置を駆動する、といった制御を繰り返す必要がある。これらが原因でＷｅｔ法は生産性を向上させるのが困難となる。
【００１１】
また、レジンバス法では、反応性の高い樹脂を用いることが多く、このため室温で徐々に硬化反応が進行し、ワインディング中に樹脂粘度が増加する傾向がある。このような粘度変化は樹脂のピックアップ量に影響するため、結果として樹脂含量の均一性が損なわれることになる。
【００１２】
このように、レジンバス法により製造された成型品は、繊維と樹脂との重量比を精度良く一定にすることが困難であることによる品質安定性の低さ、またトウの摩擦による損傷を防ぐために生産速度が低いことによる製造コストの高さ等の問題がある。
【００１３】
そこで、予め樹脂が含浸されたトウプリプレグを用いてＦＷを行う、いわゆるＤｒｙ法が用いられることがある。図２にトウプリプレグを用いたタンクの製造装置の一例の模式的な概念図を示す。ここで、「トウプリプレグ」とは、繊維束に樹脂を含浸し、半硬化状態としたものを意味する。
【００１４】
図２に示す製造装置は、トウプリプレグを巻廻した供給ロール２０１と、巻付張力調整部２０７と、タンクを成形するライナ２０５とを有する。
【００１５】
供給ロール２０１から供給されたトウプリプレグは、すでに樹脂が含浸されているため、レジンバスを通過することなく、巻付張力調整部２０７により、巻き付け時の張力が調整されながらライナ２０５に巻き付けられる。ライナ２０５へのトウプリプレグの巻き付け時に、ライナ２０５外部からトウプリプレグを加熱することでトウプリプレグを硬化させる。なお、トウプリプレグに含浸されている樹脂の粘度は供給ロール２０１部分で５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ程度であり、ライナ２０５に巻き付ける時点で１０Ｐａ・ｓ程度となっており、Ｗｅｔ法のトウに比べ粘度が高い。
【００１６】
トウプリプレグを用いたＤｒｙ法によれば、Ｗｅｔ法の問題点が解消される。すなわち、本方法によれば、含有樹脂量の高精度化が可能であり、樹脂を絞り取る際に生じる糸切れ、毛羽立ち等を伴うトウの損傷を生じることもない。また、レジンバスを用いないので、レジンバスの汚損、樹脂の粘度に起因する生産性向上の制限もない。
【００１７】
一方、繊維の滑りの問題に対しては、特許文献１や、特許文献２では、ライナの端部（ドーム部）に、階段状、あるいは筋状の構造を設け、繊維の滑りを防止している。また、特許文献３では、光重合を用い、フィラメントを固定した後、樹脂を固化する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平８−２１９３９０号公報
【特許文献２】特開２０００−１０６１４２号公報
【特許文献３】特開２００５−３２４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、ライナの端部に構造物を設ける特許文献１や特許文献２に開示された発明の場合、ライナ本体に加工を施さなければならない。
【００２０】
また、特許文献３に開示された発明の場合、樹脂の中に光でラジカルを発生させる物質を加える必要があるとともに、このような光に反応する物質は、長期の使用に際して樹脂の劣化の原因となりうる。
【００２１】
また、特許文献４に開示された発明の場合、装置やプログラムが複雑になってしまう。
【００２２】
このように、上述した各特許文献で開示された発明はトウの滑りを抑制できるという点においていずれも高い効果が得られると思われるが、複合容器を簡便に製造するという点ではまだ十分とはいえない。
【００２３】
また、トウプリプレグにおける繊維の束は、その断面形状が概ね円形となっている。従来のＤＲＹ法では、このようなトウプリプレグをライナに巻装しても、トウプリプレグの繊維の束は各繊維が広がることなく円形状を保持したままであった。これは、従来のＤＲＹ法に用いられるトウプリプレグの樹脂の粘度が比較的高いものを使用していたので、繊維の束が変形しにくかったことによる。繊維が広がらないままライナに巻装されると、繊維と樹脂層の中に空隙が発生しやすく、複合容器としての強度が発現しにくいという問題があった。
【００２４】
そこで、本発明は、簡便に、所望の形状および強度を有する複合容器を製造することができる複合容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の複合容器の製造方法は、熱硬化性の樹脂が予め含浸された繊維をライナに巻装して複合容器を製造する複合容器の製造方法において、繊維に含浸されている樹脂を、繊維がライナに巻装される前に加熱して、樹脂の粘度を加熱前の粘度よりも低下させておく加熱工程と、加熱工程後、繊維をライナに巻装しながら樹脂を冷却して、加熱工程で低下した樹脂の粘度を高める冷却工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
上記本発明の製造方法は、繊維をライナに巻装する前に加熱することで繊維に含浸させている樹脂の粘度を低下させる。このため、樹脂がライナに巻き付けられた瞬間においては、樹脂の粘度が低下しているので繊維が広がりやすい状態となっている。つまり、繊維が広がり、かつ樹脂の粘度が低下して流動性が高められることで繊維間や樹脂中に存在している気泡が除去される。その結果、空隙が形成されていない、十分な強度を有する複合容器とすることが可能となる。
【００２７】
さらに、本発明の製造方法は、繊維をライナに巻装しながら樹脂を冷却することで樹脂粘度を再び高める。これにより、繊維の滑りが防止され、複合容器を所望の形状に形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、簡便に、所望の形状および強度を有する複合容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】Ｗｅｔ法に用いられるレジンバスを有するタンクの製造装置の一例の模式的な概念図である。
【図２】トウプリプレグを用いたタンクの製造装置の一例の模式的な概念図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る複合容器の製造装置の模式的概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合容器の製造方法の製造フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図３は、本実施形態にかかる複合容器の製造方法に用いられる製造装置を説明するための概略図である。
【００３１】
本実施形態の製造装置１０は、供給部１と、巻付張力調整部２と、速度センサプーリ３と、デリバリーアイ４と、ライナ５と、加熱装置６と、冷却装置７と、制御部８とを有する。
【００３２】
供給部１は、トウプリプレグ２０を供給する装置であり、トウプリプレグ２０が巻廻された複数の供給ロール１１を有する。供給ロール１１に巻廻されたトウプリプレグ２０は５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ、好ましくは７Ｐａ・ｓ〜５０Ｐａ・ｓの粘度を維持した状態で保持されている。
【００３３】
供給ロール１１に積層して巻き付けられているトウプリプレグ２０は、内層から外層に向かって熱硬化性樹脂の含浸量を減少させたものを巻きつけておいてもよい。このようにしておくことで、ライナ５に積層して巻き付けられたトウプリプレグ２０は、内層から外層に向かって熱硬化性樹脂の含浸量が増加した状態で巻き付けられていることとなる。
【００３４】
供給部１からのトウプリプレグ２０の供給速度は制御部８により制御される。なお、本実施形態における供給部１は、すでに製造されたトウプリプレグが供給ロール１１に巻廻された状態で供給される方式を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、供給部１において、トウに樹脂供給してトウプリプレグを製造し、この製造されたトウプリプレグを供給する方式を採用するものであってもよい。
【００３５】
巻付張力調整部２及び速度センサプーリ３は供給部１とライナ５との間に配置されている。巻付張力調整部２は、ライナ５に巻き付けるトウプリプレグ２０に所要の巻付張力を付与することができるように構成されており、制御部８によって付与する巻付張力が制御される。速度センサプーリ３は、トウプリプレグ２０の線速度を感知する速度センサである。速度センサプーリ３で検出されたトウプリプレグ２０の線速度は、不図示の信号送信器から制御部８に送信される。制御部８は、信号送信器からの信号に基づき、供給部１からのトウプリプレグ２０の供給速度を制御する。すなわち、トウプリプレグ２０の線速度は、速度センサプーリ３により常時測定され、リアルタイムで信号送信器から制御部８にフィードバックされるため、例えば、デリバリーアイ４の折り返し時に速度が低下した際も、あるいは、巻き始めから巻き終わりまでにおけるワインディング成形体の径が変化した場合でも、樹脂供給量が制御され、トウに対する樹脂含浸量は終始一定に制御されてＦＷ成形が実施される。
【００３６】
デリバリーアイ４は、供給部１から供給されたトウプリプレグ２０を集束させ、ＦＷでライナ５に巻きつける装置であり、ライナ５の軸方向と平行な方向に往復移動可能に設けられている。トウプリプレグ２０の配向角度は、ライナ５の回転速度とデリバリーアイ４の移動速度の比により決定される。デリバリーアイ４の移動速度は制御部８により制御される。
【００３７】
トウプリプレグ２０が巻き付けられるライナ５の材質は、用途によって、樹脂製、金属製が選択される。樹脂製ライナとしては、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されたものに、金属製の口金が付けられているものが一般的である。金属製ライナは、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からスピニング加工等により容器形状に賦形したあとで、口金形状を付与するものが一般的である。
【００３８】
このライナ５は、不図示の駆動装置により回転駆動される。デリバリーアイ４を通過してきたトウプリプレグ２０はライナ５の外周面にＦＷで巻廻される。
【００３９】
加熱装置６は、ライナ５の外周面に巻装される直前のトウプリプレグ２０を加熱して、樹脂の粘度を低下させるためのヒータであり、加熱装置６の温度制御は、制御部８によりなされる。加熱装置６は、トウプリプレグ２０の樹脂の温度が５０℃〜１００℃、より好ましくは６０℃〜９０℃となるように加熱する。すなわち、加熱装置６は、樹脂の粘度は低下させるが、トウプリプレグ２０の樹脂が瞬時に硬化しない温度でトウプリプレグ２０を加熱する。
【００４０】
冷却装置７は、加熱装置６によって加熱され、ライナ５に巻き付けられた直後のトウプリプレグ２０に冷却風を吹き付けてトウプリプレグ２０を冷却する。トウプリプレグ２０は、ライナ５に巻装される前に加熱装置６によって加熱されることで、樹脂の粘度が加熱前の状態に比べ低下している。冷却装置７は、この粘度が低下した樹脂を冷却することで粘度を再び高めるために用いられる。なお、冷却装置７の温度制御及び風量の制御は、制御部８によりなされ、冷却風の温度は４０℃以下、好ましくは３５℃以下となるおように制御される。
【００４１】
制御部８は、上述したように、供給部１、巻付張力調整部２、デリバリーアイ４、ライナ５、加熱装置６及び冷却装置７等を駆動制御する。
【００４２】
本実施形態のトウプリプレグ２０に用いられる熱硬化性樹脂の熱特性は、２５℃において粘度が５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓであり、８０℃において粘度が０．１Ｐａ・ｓ〜１．２Ｐａ・ｓである。なお、２５℃において、熱硬化性樹脂の粘度が５Ｐａ・ｓ未満であると繊維をまとめることができず、１００Ｐａ・ｓを超えると、ライナ５に巻き付けた前の層との熱硬化性樹脂の粘着が悪くなりＦＷに使用できない。また、８０℃において粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満であると熱硬化性樹脂が流れてしまうという問題点があり、１．２Ｐａ・ｓを超えると繊維が広がりにくくなるという欠点がある。
【００４３】
本実施形態のトウプリプレグ２０の熱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、エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
また、熱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が挙げられる。
【００４５】
また、熱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が挙げられる。
【００４６】
また、本発明のトウプリプレグ２０に用いられる繊維としては、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、ビニロン繊維等が挙げられるが、特に高強度、高弾性率かつ軽量な炭素繊維が好ましい。
【００４７】
また、本発明のトウプリプレグ２０に用いられる繊維の繊維数（フィラメント）は、特に制限されるものではないが１０００フィラメント〜５００００フィラメント、好ましくは３０００フィラメント〜３００００フィラメントの範囲である。なお、繊維の繊維数が、１０００フィラメントより低いと繊維中に含まれる熱硬化性樹脂の含有量が少なくなる場合があり、５００００フィラメントを超えると繊維が太くなり、巻きつけるのが困難になる。
【００４８】
次に、図４を用いて本実施形態にかかる複合容器の製造方法について説明する。図４は、本実施形態の製造方法の製造フローを示す図である。
【００４９】
まず、供給部１のトウプリプレグ２０が巻付張力調整部２へと供給される（ステップＳ１）。
【００５０】
続いて、トウプリプレグ２０は巻付張力調整部２により張力を調整されながらデリバリーアイ４へと供給されることで集束される（ステップＳ２）。
【００５１】
次に、加熱装置６は、ライナ５に巻装される直前のトウプリプレグ２０の樹脂の粘度を低下させるため、トウプリプレグ２０の樹脂を５０〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃に加熱する（ステップＳ３）。
【００５２】
デリバリーアイ４はライナ５の軸方向と平行な方向に往復移動させつつ、回転駆動されているライナ５へとトウプリプレグ２０を供給することで、トウプリプレグ２０をライナ５に巻装していく（ステップＳ４）。
【００５３】
次に、ライナ５へと巻き付けられた直後のトウプリプレグ２０の樹脂を、冷却装置７から吹き出させた冷却風によって冷却する（ステップＳ５）。すなわち、本発明の製造装置１０は、トウプリプレグ２０をライナ５に巻装しながらトウプリプレグ２０の樹脂を冷却することで、加熱装置６の加熱により低下した樹脂の粘度を再び高める。制御部８は、冷却風の温度を４０℃以下、好ましくは３５℃以下に制御する。
【００５４】
次に、トウプリプレグ２０を不図示の熱硬化用加熱装置によって加熱することで熱硬化性樹脂を硬化させる（ステップＳ６）。硬化条件は、特に制限されるものではないが、例えば、室温から１５０℃まで、１℃／分で昇温させた後、１時間加熱させ、その後室温まで冷却させるようにする。
【００５５】
以上のとおり、本実施形態の場合、トウプリプレグ２０は、ライナ５に巻き付けられる前に加熱装置６で加熱されている。このため、トウプリプレグ２０がライナ５に巻付けられた瞬間においては、トウプリプレグ２０の熱硬化性樹脂の粘度は、加熱前、すなわち室温における粘度に比べて低下している。つまり、トウプリプレグ２０は、繊維の束がライナ５上で広がりやすい状態で巻き付けられる。また、流動性が高くなったトウプリプレグ２０の樹脂は、トウプリプレグ２０間に浸透しやすい状態となり、繊維間や樹脂中に存在している気泡が除去されるとともにトウプリプレグ２０どうしの密着性が高められる。その結果、このため、空隙が形成されていない、十分な強度を有する複合容器とすることができる。
【００５６】
また、加熱によって樹脂の粘度が低下したトウプリプレグ２０は、ライナ５に巻装されながら冷却装置７からの冷却風によって冷却される。樹脂が冷却されることで樹脂の粘度は再び高められるのでトウプリプレグ２０は滑りにくくなる。その結果、複合容器を所望の形状に形成することができる。
【００５７】
なお、供給部１を上流側としライナ５を下流側とした場合、図３においては、加熱装置６は、デリバリーアイ４の下流側に配置されているように図示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、加熱装置６による加熱は、ライナ５に巻装される直前のトウプリプレグ２０の樹脂の温度が、トウプリプレグ２０の樹脂を５０〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃に加熱に加熱されることで粘度が低下していれば加熱装置６はどのような位置に配置されていてもよく、よって、加熱装置６がデリバリーアイ４の上流側に配置されているものであってもよい。
【実施例１】
【００５８】
本実施例では、以下の条件において、本発明の複合容器の製造方法により複合容器を製造した。
【００５９】
トウに含浸させる樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂９０重量部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂１０重量部にジシアンジアミド１８重量部および３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素９重量部を混合した。この樹脂組成物の粘度は２５℃で８０Ｐａ・ｓ、８０℃で０．３Ｐａ・ｓであった。この樹脂組成物を５０℃に加温しながら、東レ社製炭素繊維Ｔ８００ＳＣの２４０００フィラメントに含浸し、供給ロール１１（ボビン）に巻き取り、樹脂含有率２８％のトウプリプレグ２０とした。
【００６０】
このトウプリプレグ２０のボビンを加熱装置６にて５０℃にて加熱しながら、中央部分の外径２５０ｍｍのアルミ製７Ｌのライナ５にフィラメントワインディング（ＦＷ）により巻き付けた。ＦＷ条件は、ライナ５の回転数６０ｒｐｍ、張力５０Ｎのフープ巻とした。ＦＷが胴端部に差し掛かったときのみ、巻付け部分を送風により冷却した。
【００６１】
これにより、胴端部をドーム側にずれることなく巻きつけることができた。
【実施例２】
【００６２】
本実施例では、以下の条件において、本発明の複合容器の製造方法により複合容器を製造した。
【００６３】
供試体として、ＳＡＭＴＥＣＨ社製のアルミニウムライナ（長さ３４５ｍｍ、外径１００ｍｍ、内容積２．１リットル、材質Ａ６０６１−Ｔ６）を使用した。
【００６４】
このライナの口金部を除く外表面全域に、エポキシ系の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、商品名トーホーダイトＥＥ５０（株式会社東邦アーステック製）を、硬化後の剥離抑制材層の厚さが２００μｍとなるように塗布し、室温で２４時間硬化させて剥離抑制材層を形成した。
【００６５】
硬化後、下記の樹脂組成物を用いたトウプリプレグ２０を作成し、実施例１と同じ条件にてフィラメントワインディングを行い、容器を製造したところ、胴端部をドーム側にずれることなく巻きつけることができた。
【００６６】
（樹脂組成物）
本実施例の熱硬化性樹脂は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（２５℃で液状：エポキシ当量１５８ｇ／ｅｐ、東都化成社製のエポトートＹＤＦ−８１７０）を２９０重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（メチル化ＨＨＰＡ、新日本理化社製のリカシッドＭＨ−７００）３０８重量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業社製のキュアゾール２Ｅ４ＭＺ）を６．１重量部、無機充填剤８９０重量部を溶融混錬して得られたものを使用した。この組成における熱硬化性樹脂の粘度は、２５℃で８５Ｐａ・ｓ、８０℃で１Ｐａ・ｓであった。
【符号の説明】
【００６７】
１ 供給部
２ 巻付張力調整部
３ 速度センサプーリ
４ デリバリーアイ
５ ライナ
６ 加熱装置
７ 冷却装置
８ 制御部
１０ 製造装置
１１ 供給ロール
２０ トウプリプレグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性の樹脂が予め含浸された繊維をライナに巻装して複合容器を製造する複合容器の製造方法において、
前記繊維に含浸されている前記樹脂を、前記繊維が前記ライナに巻装される前に加熱して、前記樹脂の粘度を加熱前の粘度よりも低下させておく加熱工程と、
前記加熱工程後、前記繊維を前記ライナに巻装しながら前記樹脂を冷却して、前記加熱工程で低下した前記樹脂の粘度を高める冷却工程と、を含むことを特徴とする複合容器の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程においては、前記樹脂が瞬時に硬化するのを抑制する温度で前記樹脂を加熱する、請求項１に記載の複合容器の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程において、前記樹脂の温度が５０℃〜１００℃となるように前記樹脂を加熱する、請求項２に記載の複合容器の製造方法。
【請求項４】
前記冷却工程において、前記樹脂を冷却するための冷却風の温度が４５℃以下である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合容器の製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性の前記樹脂が予め含浸された前記繊維はトウプリプレグである、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合容器の製造方法。
【請求項６】
前記トウプリプレグの粘度は、２５℃において５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓであり、８０℃において０．１Ｐａ・ｓ〜１．２Ｐａ・ｓである、請求項５に記載の複合容器の製造方法。
【請求項１】
熱硬化性の樹脂が予め含浸された繊維をライナに巻装して複合容器を製造する複合容器の製造方法において、
前記繊維に含浸されている前記樹脂を、前記繊維が前記ライナに巻装される前に加熱して、前記樹脂の粘度を加熱前の粘度よりも低下させておく加熱工程と、
前記加熱工程後、前記繊維を前記ライナに巻装しながら前記樹脂を冷却して、前記加熱工程で低下した前記樹脂の粘度を高める冷却工程と、を含むことを特徴とする複合容器の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程においては、前記樹脂が瞬時に硬化するのを抑制する温度で前記樹脂を加熱する、請求項１に記載の複合容器の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程において、前記樹脂の温度が５０℃〜１００℃となるように前記樹脂を加熱する、請求項２に記載の複合容器の製造方法。
【請求項４】
前記冷却工程において、前記樹脂を冷却するための冷却風の温度が４５℃以下である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合容器の製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性の前記樹脂が予め含浸された前記繊維はトウプリプレグである、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合容器の製造方法。
【請求項６】
前記トウプリプレグの粘度は、２５℃において５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓであり、８０℃において０．１Ｐａ・ｓ〜１．２Ｐａ・ｓである、請求項５に記載の複合容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２３４６５８（Ｐ２０１０−２３４６５８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５４２６（Ｐ２００９−８５４２６）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）「低コスト型７０ＭＰａ級水素ガス充填対応大型複合蓄圧器の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）「低コスト型７０ＭＰａ級水素ガス充填対応大型複合蓄圧器の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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