ＦＲＰ容器の製造方法
【課題】ＦＲＰ容器の外径が大きくなることを抑制し、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールすることができるＦＲＰ容器の製造方法を提供する。
【解決手段】フィラメントワインディング法により、ライナー３０に熱硬化性樹脂２４を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いる。
【解決手段】フィラメントワインディング法により、ライナー３０に熱硬化性樹脂２４を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントワインディング法によるＦＲＰ容器の製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等に搭載される圧力容器（ガスボンベ）は、鉄等に比べて軽量性、強靭性に優れているＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）容器が用いられてきている。ＦＲＰ容器は、樹脂や金属製のライナーと、熱硬化性樹脂を含む繊維の層である多層ＦＲＰ層とを有する。
【０００３】
多層ＦＲＰ層を形成する方法としては、一般的にフィラメントワインディング法が知られている。フィラメントワインディング法とは、例えば、熱硬化性樹脂を含浸した繊維を、容器形状に賦形したライナーに巻き付けて、多層ＦＲＰ層を形成するものである。
【０００４】
そして、ＦＲＰ容器は、フィラメントワインディング法により形成された多層ＦＲＰ層を加熱硬化させることによって得られる。このＦＲＰ容器は、ガスの高い充填圧力を維持しつつ軽量化がなされたものである。
【０００５】
多層ＦＲＰ層の形成において、熱硬化性樹脂を含浸した繊維をライナー上に巻き付ける際、繊維には張力が掛かる。繊維に張力が掛かった状態でＦＲＰ層が多層化していくと、繊維が巻き締められて、繊維に含浸した熱硬化性樹脂が流れ出てしまう場合がある。
【０００６】
ＦＲＰ容器の使用耐圧が高圧になるほど、また、ライナーの外径が大きくなるほど、多層ＦＲＰ層の層数を増やす必要がある。そして、多層ＦＲＰ層の層数が増えるほど、多層ＦＲＰ層の内層側の繊維が巻き締められていくため、多層ＦＲＰ層の内層側ほど、繊維に含浸した熱硬化性樹脂が流出し易くなる。
【０００７】
このように、繊維に含浸した熱硬化性樹脂が流出し、繊維内の熱硬化性樹脂の含浸量が減少すると、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率（Ｖｆ）が高くなり、得られる多層ＦＲＰ層の疲労耐久性能等が低下し、亀裂が生じてしまう場合がある。そして、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールするため、種々検討されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００８】
また、ＦＲＰ容器の使用においては、多層ＦＲＰ層の内層に応力が掛かり易いため、特に、多層ＦＲＰ層の内層の繊維体積含有率をコントロールする必要がある。そして、ＦＲＰ層の形成において、繊維体積含有率を簡易にコントロールできることが好ましい。
【０００９】
また、繊維内の熱硬化性樹脂の流出は、繊維に掛かる張力等を調製することにより回避することができる（例えば、特許文献５参照）。しかし張力等による調製では、多層ＦＲＰ層全体が熱硬化性樹脂リッチとなり、ＦＲＰ容器の外径が大きくなる場合がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−８８８１７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６４２７号公報
【特許文献３】実開平６−６４８１８号公報
【特許文献４】特開２００５−３０５９２７号公報
【特許文献５】特開２００４−６６６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ＦＲＰ容器の外径が大きくなることを抑制し、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールすることができるＦＲＰ容器の製造方法である。特に、多層ＦＲＰ層の内層と外層との繊維体積含有率の差を小さくし、内層の熱硬化性樹脂の量を相対的に増やすことができるＦＲＰ容器の製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いる。
【００１３】
また、前記ＦＲＰ容器の製造方法において、前記多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させた繊維を用いることが好ましい。
【００１４】
また、前記ＦＲＰ容器の製造方法において、前記フィラメントワインディング法は、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させるためのドラムと、前記ドラム上の熱硬化性樹脂の量を調整するために前記ドラムと所定の間隔をおいて配置される調整具とを用いて、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させながら前記ライナーに巻き付ける湿式法であり、前記ドラムと前記調整具との間隔を小さくすることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させることが好ましい。
【００１５】
また、前記ＦＲＰ容器の製造方法において、前記フィラメントワインディング法は、予め前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けたボビンを用いて、前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を前記ライナーに巻き付ける乾式法であり、前記ボビンの内側から外側に向かって熱硬化性樹脂の含浸量の多い繊維を用いることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を少なくすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって、前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いることによって、ＦＲＰ容器の外径が大きくなることを抑制し、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールすることができるＦＲＰ容器の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００１８】
本実施形態に係るＦＲＰ容器の製造方法では、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むものである。
【００１９】
＜多層ＦＲＰ層形成工程＞
多層ＦＲＰ層形成工程では、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成するものであって、多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いる。
【００２０】
本実施形態で用いられるフィラメントワインディング法には、熱硬化性樹脂を繊維に含浸させながらライナーに巻き付ける湿式法（湿式フィラメントワインディング法）、予め熱硬化性樹脂を含浸させた繊維（プリプレグ）をライナーに巻き付ける乾式法（乾式フィラメントワインディング法）等がある。まず、湿式フィラメントワインディング法を用いた多層ＦＲＰ層の形成について説明する。
【００２１】
図１は、湿式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を示す図である。図１に示すように、クリールスタンド１０に収容された繊維が巻き付けられたボビン１２から繰り出される繊維１４は、張力調整ローラ（Ａ）１６、張力調整ローラ（Ｂ）１８を介してドラム２０と接触する。ドラム２０の一部は、樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に浸かった状態で、ドラム２０が回転することにより、ドラム２０表面に熱硬化性樹脂２４が付着する。ドラム２０表面に付着した熱硬化性樹脂２４をドラム２０と所定の間隔をおいて配置された調整具２６（スクレーパ）により一部除去して、ドラム２０表面の熱硬化性樹脂２４を、所定の量（又は厚み）に調整する。ドラム２０表面に付着した所定量の熱硬化性樹脂２４とボビン１２から繰り出された繊維１４とが接触することによって、熱硬化性樹脂２４を繊維１４内に含浸することができる。
【００２２】
本実施形態における熱硬化性樹脂２４の含浸方法として、上記説明したドラム２０表面に付着した熱硬化性樹脂２４と繊維１４とを接触させることによるもの（以下、ドラム式）に限られず、例えば、ドラム２０を用いず樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に直接、繊維１４を浸漬させるもの（以下、ディップ方式）であっても、ディスペンサのようなもので定量的に熱硬化性樹脂２４を送液して繊維１４に塗布するもの（以下、ディスペンサ方式）等特に限定されるものではない。繊維１４内に一定量の熱硬化性樹脂２４を含浸することができる点で、ドラム式、ディスペンサ式が好ましく、後述する熱硬化性樹脂２４の含浸量を容易に変化させることができる点等で、ドラム式が好ましい。
【００２３】
上記方法によって熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４は、図１に示すように、アイロ２８を介してライナー３０に巻き付けられ、多層ＦＲＰ層が形成される。アイロ２８は、熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４をライナー３０に巻き付ける際のガイドであり、前後左右（又は回転する）に動くものである。
【００２４】
図２は、フィラメントワインディング法により作製した多層ＦＲＰ層の一部模式断面図である。図２に示すように、ライナー３０表面に形成されている多層ＦＲＰ層３２は、ＦＲＰ層３４が複数層形成されたものである。本実施形態では、図２に示すように、ＦＲＰ層３４を６層（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ）形成したものを例示しているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
本実施形態では、多層ＦＲＰ層３２の単層又は複数層毎に、熱硬化性樹脂２４の含浸量を変化させた繊維１４を巻き付ける。
【００２６】
熱硬化性樹脂２４の含浸量は、ドラム式の場合、ドラム２０の回転速度、ドラム２０と調整具２６との間隔等を調整することによって、変化させることができる。例えば、ドラム２０の回転速度を速めれば、ドラム２０に付着する熱硬化性樹脂２４の量が増え、含浸量を増加させることができるし、ドラム２０と調整具２６との間隔を大きくすれば、ドラム２０に付着した熱硬化性樹脂２４の取り除かれる量が減り、含浸量を増加させることができる。また、ディップ方式の場合には、樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に繊維１４を浸漬させる時間等を調整することによって、熱硬化性樹脂２４の含浸量を変化させることができる。また、ディスペンサ方式の場合には、送液する熱硬化性樹脂２４の量を変化させることにより、含浸量を変化させることができる。
【００２７】
図２に示す多層ＦＲＰ層３２の単層毎又は複数層毎に熱硬化性樹脂２４の含浸量を変化させた繊維１４を巻き付けることにより、多層ＦＲＰ層３２の繊維体積含有率をコントロールすることができる。多層ＦＲＰ層３２の繊維体積含有率をコントロールすることができれば、種々の用途に適したＦＲＰ容器が得られる。上記でも説明したようにライナー３０に熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４を巻き付ける際に、繊維１４には張力が掛かるため、多層ＦＲＰ層３２の内層（例えば、図２に示すＦＲＰ層３４ａ，３４ｂ）を構成する繊維１４から熱硬化性樹脂２４が流出し易くなる。そうすると、多層ＦＲＰ層３２の内層側の熱硬化性樹脂２４の量が外層側と比較して減少してしまう。すなわち、多層ＦＲＰ層３２の内層は、繊維体積含有率が高くなり、内層の強度が低下し易くなる。しかし、本実施形態のように、例えば、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層（図２に示すＦＲＰ層３４ａ〜３４ｆ）に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４をライナー３０に巻き付けることにより、内層側の熱硬化性樹脂２４の量が外層側と比較して減少することを抑制することができる。すなわち、多層ＦＲＰ層３２の内層と外層との繊維体積含有率の差を少なくすることができる。このような構成の多層ＦＲＰ層３２は、高耐圧が要求されるＦＲＰ容器に好適である。
【００２８】
また、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を増加させた繊維１４を巻き付けることにより、多層ＦＲＰ層３２の外層から内層に向かって繊維体積含有率が増加した多層ＦＲＰ層３２を形成することができる。このような構成の多層ＦＲＰ層３２は、外部からの耐衝撃性を確保するためのＦＲＰ容器に好適である。
【００２９】
車輌用等に使用される高耐圧のＦＲＰ容器は、多層ＦＲＰ層３２の内層側に応力が掛かり易く、内層側の強度を確保する必要がある。そのため、多層ＦＲＰ層３２の内層側の繊維体積含有率が高くなることを抑制することができる点等で、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることが好ましい。
【００３０】
また、本実施形態では、ライナー３０に熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４を巻き付ける際に、繊維１４に掛かる張力を調整する（具体的には、張力を弱くする）必要は、ほとんど無いため、得られる多層ＦＲＰ層３２の厚さが、厚くなることはほとんどない。したがって、最終的に得られるＦＲＰ容器の外径が大きくなることを抑制することができる。
【００３１】
例えば、図１に示すドラム式の場合、熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４の巻き付けが、図２に示す多層ＦＲＰ層３２の内層から外層（ＦＲＰ層３４ａから３４ｆ）に向かうにしたがい、ドラム２０と調整具２６との間隔を小さくすることにより、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることができる。また、ディップ方式の場合には、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かうにしたがい、樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に繊維１４を浸漬させる時間を短くすることによって、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることができる。また、ディスペンサ方式の場合には、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かうにしたがい、送液する熱硬化性樹脂２４の量を減少させることにより、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることができる。
【００３２】
本実施形態において、熱硬化性樹脂の含浸量を容易に変化させることができる点、内層側の強度を確保するために、内層側の繊維体積含有率が高くなることを抑制することができる点等で、ドラム２０と調整具２６との間隔を小さくすることにより、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることが好ましい。また、ドラム２０と調整具２６との間隔は、使用する繊維１４、熱硬化性樹脂２４、多層ＦＲＰ層３２の層数、ライナー３０の外径等によって、適宜設定されればよい。
【００３３】
ライナー３０への繊維１４の巻き付けは、フープ巻き、ヘリカル巻き等があるが特に制限されるものではない。本実施形態の多層ＦＲＰ層３２は、フープ巻き、ヘリカル巻き単独で形成されたものであっても、フープ巻き、ヘリカル巻きを組み合わせて形成されたものであっても、フープ巻き、ヘリカル巻き以外の巻き付け方法であってもよい。
【００３４】
図３（イ）は、フィラメントワインディング法におけるフープ巻きの一例を示す模式図であり、図３（ロ）は、フィラメントワインディング法におけるヘリカル巻きの一例を示す模式図である。図３（イ）に示すように、フープ巻きとは、ライナー３０の軸方向（矢印Ｘ）に対して略垂直に熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４を巻き付けるものである。また、図３（ロ）に示すように、ヘリカル巻きとは、ライナー３０の軸方向（矢印Ｘ）に沿って、熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４をらせん状に巻き付けるものである。上記フープ巻き、ヘリカル巻き等によって、ライナー３０に多層ＦＲＰ層３２を形成することができる。
【００３５】
次に、乾式フィラメントワインディング法を用いた多層ＦＲＰ層の形成について説明する。
【００３６】
図４は、乾式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を説明するための図である。図４に示すクリールスタンド３６に収容されたボビン３８から繰り出される繊維４０が、アイロ２８を介してライナー３０に巻き付けられ、図２に示すような多層ＦＲＰ層３２が形成される。乾式フィラメントワインディング法により用いられる繊維４０は、予め熱硬化性樹脂を含浸させた繊維（プリプレグ）である。
【００３７】
本実施形態に用いられるボビン３８は、内側から外側に向って熱硬化性樹脂の含浸量を増加させた繊維を巻き付けたものである。上記ボビン３８を用いることによって、図２に示す多層ＦＲＰ層３２の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繊維を巻き付けることができる。
【００３８】
また、内側から外側に向って熱硬化性樹脂の含浸量を減少させた繊維を巻きつけたボビン３８を用いることによって、多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂の含浸量を増加させた繊維を巻き付けることができる。上記でも説明したように、車輌用等に使用される高耐圧のＦＲＰ容器は、多層ＦＲＰ層３２の内層側に応力が掛かり易いため、内層側の強度を確保するために、内層側の繊維体積含有率が高くなることを抑制することができる点等で、内側から外側に向って熱硬化性樹脂の含浸量を増加させた繊維を巻き付けたボビン３８を用いることが好ましい。
【００３９】
また、ボビン３８の内層と外層との熱硬化性樹脂量の差は、使用する繊維４０、熱硬化性樹脂、多層ＦＲＰ層３２の層数、ライナー３０の外径等によって、適宜設定されればよい。
【００４０】
本実施形態に用いられるライナー３０は、用途によって、樹脂製、金属製が選択される。樹脂製ライナーとしては、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。金属製のライナーは、アルミニウム合金製や鋼鉄製等からできてい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。
【００４１】
本実施形態に用いられる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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
本実施形態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。また、本実施形態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１０００〜５００００フィラメント、好ましくは３０００〜３００００フィラメントの範囲である。本実施形態に用いられる繊維の繊維数が、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、図２に示すような多層ＦＲＰ層３２を形成することが困難となる場合がある。特に高強度、高弾性率かつ軽量の点から炭素繊維が好ましい。
【００４５】
＜硬化工程＞
硬化工程では、上記のように湿式フィラメントワインディング法又は乾式フィラメントワインディング法により形成した多層ＦＲＰ層（例えば、図２に示す多層ＦＲＰ層３２）を加熱硬化させる。
【００４６】
多層ＦＲＰ層３２の硬化条件は、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℃／分で昇温した後、１時間加熱させる。その後室温まで冷却させる。これにより、ＦＲＰ容器が得られる。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係るＦＲＰ容器の製造方法では、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含み、多層ＦＲＰ層形成工程において、多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に、熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いることにより、ＦＲＰ容器の外径が増加することを抑制し、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールしたＦＲＰ容器が得られる。特に、多層ＦＲＰ層の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繊維を用いることにより、高耐圧に好適なＦＲＰ容器が得られる。
【００４８】
上記本実施形態に係るＦＲＰ容器の製造方法により得られるＦＲＰ容器は、例えば、車輌、消防、医療、レジャー用等に使用される空気、酸素、液化プロパンガス、液化天然ガス等の圧力容器（ガスボンベ）等として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】湿式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を示す図である。
【図２】フィラメントワインディング法により作製した多層ＦＲＰ層の一部模式断面図である。
【図３】フィラメントワインディング法におけるフープ巻き、ヘリカル巻きの一例を示す模式図である。
【図４】乾式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ クリールスタンド、１２ ボビン、１４ 繊維、１６ 張力調整ローラ（Ａ）、１８ 張力調整ローラ（Ｂ）、２０ ドラム、２２ 樹脂浴槽、２４ 熱硬化性樹脂、２６ 調整具、２８ アイロ、３０ ライナー、３２ 多層ＦＲＰ層、３４ａ〜３４ｆ ＦＲＰ層、３６ クリールスタンド、３８ ボビン、４０ 繊維。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントワインディング法によるＦＲＰ容器の製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等に搭載される圧力容器（ガスボンベ）は、鉄等に比べて軽量性、強靭性に優れているＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）容器が用いられてきている。ＦＲＰ容器は、樹脂や金属製のライナーと、熱硬化性樹脂を含む繊維の層である多層ＦＲＰ層とを有する。
【０００３】
多層ＦＲＰ層を形成する方法としては、一般的にフィラメントワインディング法が知られている。フィラメントワインディング法とは、例えば、熱硬化性樹脂を含浸した繊維を、容器形状に賦形したライナーに巻き付けて、多層ＦＲＰ層を形成するものである。
【０００４】
そして、ＦＲＰ容器は、フィラメントワインディング法により形成された多層ＦＲＰ層を加熱硬化させることによって得られる。このＦＲＰ容器は、ガスの高い充填圧力を維持しつつ軽量化がなされたものである。
【０００５】
多層ＦＲＰ層の形成において、熱硬化性樹脂を含浸した繊維をライナー上に巻き付ける際、繊維には張力が掛かる。繊維に張力が掛かった状態でＦＲＰ層が多層化していくと、繊維が巻き締められて、繊維に含浸した熱硬化性樹脂が流れ出てしまう場合がある。
【０００６】
ＦＲＰ容器の使用耐圧が高圧になるほど、また、ライナーの外径が大きくなるほど、多層ＦＲＰ層の層数を増やす必要がある。そして、多層ＦＲＰ層の層数が増えるほど、多層ＦＲＰ層の内層側の繊維が巻き締められていくため、多層ＦＲＰ層の内層側ほど、繊維に含浸した熱硬化性樹脂が流出し易くなる。
【０００７】
このように、繊維に含浸した熱硬化性樹脂が流出し、繊維内の熱硬化性樹脂の含浸量が減少すると、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率（Ｖｆ）が高くなり、得られる多層ＦＲＰ層の疲労耐久性能等が低下し、亀裂が生じてしまう場合がある。そして、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールするため、種々検討されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００８】
また、ＦＲＰ容器の使用においては、多層ＦＲＰ層の内層に応力が掛かり易いため、特に、多層ＦＲＰ層の内層の繊維体積含有率をコントロールする必要がある。そして、ＦＲＰ層の形成において、繊維体積含有率を簡易にコントロールできることが好ましい。
【０００９】
また、繊維内の熱硬化性樹脂の流出は、繊維に掛かる張力等を調製することにより回避することができる（例えば、特許文献５参照）。しかし張力等による調製では、多層ＦＲＰ層全体が熱硬化性樹脂リッチとなり、ＦＲＰ容器の外径が大きくなる場合がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−８８８１７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６４２７号公報
【特許文献３】実開平６−６４８１８号公報
【特許文献４】特開２００５−３０５９２７号公報
【特許文献５】特開２００４−６６６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ＦＲＰ容器の外径が大きくなることを抑制し、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールすることができるＦＲＰ容器の製造方法である。特に、多層ＦＲＰ層の内層と外層との繊維体積含有率の差を小さくし、内層の熱硬化性樹脂の量を相対的に増やすことができるＦＲＰ容器の製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いる。
【００１３】
また、前記ＦＲＰ容器の製造方法において、前記多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させた繊維を用いることが好ましい。
【００１４】
また、前記ＦＲＰ容器の製造方法において、前記フィラメントワインディング法は、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させるためのドラムと、前記ドラム上の熱硬化性樹脂の量を調整するために前記ドラムと所定の間隔をおいて配置される調整具とを用いて、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させながら前記ライナーに巻き付ける湿式法であり、前記ドラムと前記調整具との間隔を小さくすることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させることが好ましい。
【００１５】
また、前記ＦＲＰ容器の製造方法において、前記フィラメントワインディング法は、予め前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けたボビンを用いて、前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を前記ライナーに巻き付ける乾式法であり、前記ボビンの内側から外側に向かって熱硬化性樹脂の含浸量の多い繊維を用いることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を少なくすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって、前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いることによって、ＦＲＰ容器の外径が大きくなることを抑制し、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールすることができるＦＲＰ容器の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００１８】
本実施形態に係るＦＲＰ容器の製造方法では、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むものである。
【００１９】
＜多層ＦＲＰ層形成工程＞
多層ＦＲＰ層形成工程では、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成するものであって、多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いる。
【００２０】
本実施形態で用いられるフィラメントワインディング法には、熱硬化性樹脂を繊維に含浸させながらライナーに巻き付ける湿式法（湿式フィラメントワインディング法）、予め熱硬化性樹脂を含浸させた繊維（プリプレグ）をライナーに巻き付ける乾式法（乾式フィラメントワインディング法）等がある。まず、湿式フィラメントワインディング法を用いた多層ＦＲＰ層の形成について説明する。
【００２１】
図１は、湿式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を示す図である。図１に示すように、クリールスタンド１０に収容された繊維が巻き付けられたボビン１２から繰り出される繊維１４は、張力調整ローラ（Ａ）１６、張力調整ローラ（Ｂ）１８を介してドラム２０と接触する。ドラム２０の一部は、樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に浸かった状態で、ドラム２０が回転することにより、ドラム２０表面に熱硬化性樹脂２４が付着する。ドラム２０表面に付着した熱硬化性樹脂２４をドラム２０と所定の間隔をおいて配置された調整具２６（スクレーパ）により一部除去して、ドラム２０表面の熱硬化性樹脂２４を、所定の量（又は厚み）に調整する。ドラム２０表面に付着した所定量の熱硬化性樹脂２４とボビン１２から繰り出された繊維１４とが接触することによって、熱硬化性樹脂２４を繊維１４内に含浸することができる。
【００２２】
本実施形態における熱硬化性樹脂２４の含浸方法として、上記説明したドラム２０表面に付着した熱硬化性樹脂２４と繊維１４とを接触させることによるもの（以下、ドラム式）に限られず、例えば、ドラム２０を用いず樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に直接、繊維１４を浸漬させるもの（以下、ディップ方式）であっても、ディスペンサのようなもので定量的に熱硬化性樹脂２４を送液して繊維１４に塗布するもの（以下、ディスペンサ方式）等特に限定されるものではない。繊維１４内に一定量の熱硬化性樹脂２４を含浸することができる点で、ドラム式、ディスペンサ式が好ましく、後述する熱硬化性樹脂２４の含浸量を容易に変化させることができる点等で、ドラム式が好ましい。
【００２３】
上記方法によって熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４は、図１に示すように、アイロ２８を介してライナー３０に巻き付けられ、多層ＦＲＰ層が形成される。アイロ２８は、熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４をライナー３０に巻き付ける際のガイドであり、前後左右（又は回転する）に動くものである。
【００２４】
図２は、フィラメントワインディング法により作製した多層ＦＲＰ層の一部模式断面図である。図２に示すように、ライナー３０表面に形成されている多層ＦＲＰ層３２は、ＦＲＰ層３４が複数層形成されたものである。本実施形態では、図２に示すように、ＦＲＰ層３４を６層（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ）形成したものを例示しているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
本実施形態では、多層ＦＲＰ層３２の単層又は複数層毎に、熱硬化性樹脂２４の含浸量を変化させた繊維１４を巻き付ける。
【００２６】
熱硬化性樹脂２４の含浸量は、ドラム式の場合、ドラム２０の回転速度、ドラム２０と調整具２６との間隔等を調整することによって、変化させることができる。例えば、ドラム２０の回転速度を速めれば、ドラム２０に付着する熱硬化性樹脂２４の量が増え、含浸量を増加させることができるし、ドラム２０と調整具２６との間隔を大きくすれば、ドラム２０に付着した熱硬化性樹脂２４の取り除かれる量が減り、含浸量を増加させることができる。また、ディップ方式の場合には、樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に繊維１４を浸漬させる時間等を調整することによって、熱硬化性樹脂２４の含浸量を変化させることができる。また、ディスペンサ方式の場合には、送液する熱硬化性樹脂２４の量を変化させることにより、含浸量を変化させることができる。
【００２７】
図２に示す多層ＦＲＰ層３２の単層毎又は複数層毎に熱硬化性樹脂２４の含浸量を変化させた繊維１４を巻き付けることにより、多層ＦＲＰ層３２の繊維体積含有率をコントロールすることができる。多層ＦＲＰ層３２の繊維体積含有率をコントロールすることができれば、種々の用途に適したＦＲＰ容器が得られる。上記でも説明したようにライナー３０に熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４を巻き付ける際に、繊維１４には張力が掛かるため、多層ＦＲＰ層３２の内層（例えば、図２に示すＦＲＰ層３４ａ，３４ｂ）を構成する繊維１４から熱硬化性樹脂２４が流出し易くなる。そうすると、多層ＦＲＰ層３２の内層側の熱硬化性樹脂２４の量が外層側と比較して減少してしまう。すなわち、多層ＦＲＰ層３２の内層は、繊維体積含有率が高くなり、内層の強度が低下し易くなる。しかし、本実施形態のように、例えば、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層（図２に示すＦＲＰ層３４ａ〜３４ｆ）に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４をライナー３０に巻き付けることにより、内層側の熱硬化性樹脂２４の量が外層側と比較して減少することを抑制することができる。すなわち、多層ＦＲＰ層３２の内層と外層との繊維体積含有率の差を少なくすることができる。このような構成の多層ＦＲＰ層３２は、高耐圧が要求されるＦＲＰ容器に好適である。
【００２８】
また、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を増加させた繊維１４を巻き付けることにより、多層ＦＲＰ層３２の外層から内層に向かって繊維体積含有率が増加した多層ＦＲＰ層３２を形成することができる。このような構成の多層ＦＲＰ層３２は、外部からの耐衝撃性を確保するためのＦＲＰ容器に好適である。
【００２９】
車輌用等に使用される高耐圧のＦＲＰ容器は、多層ＦＲＰ層３２の内層側に応力が掛かり易く、内層側の強度を確保する必要がある。そのため、多層ＦＲＰ層３２の内層側の繊維体積含有率が高くなることを抑制することができる点等で、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることが好ましい。
【００３０】
また、本実施形態では、ライナー３０に熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４を巻き付ける際に、繊維１４に掛かる張力を調整する（具体的には、張力を弱くする）必要は、ほとんど無いため、得られる多層ＦＲＰ層３２の厚さが、厚くなることはほとんどない。したがって、最終的に得られるＦＲＰ容器の外径が大きくなることを抑制することができる。
【００３１】
例えば、図１に示すドラム式の場合、熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４の巻き付けが、図２に示す多層ＦＲＰ層３２の内層から外層（ＦＲＰ層３４ａから３４ｆ）に向かうにしたがい、ドラム２０と調整具２６との間隔を小さくすることにより、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることができる。また、ディップ方式の場合には、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かうにしたがい、樹脂浴槽２２内の熱硬化性樹脂２４に繊維１４を浸漬させる時間を短くすることによって、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることができる。また、ディスペンサ方式の場合には、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かうにしたがい、送液する熱硬化性樹脂２４の量を減少させることにより、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることができる。
【００３２】
本実施形態において、熱硬化性樹脂の含浸量を容易に変化させることができる点、内層側の強度を確保するために、内層側の繊維体積含有率が高くなることを抑制することができる点等で、ドラム２０と調整具２６との間隔を小さくすることにより、多層ＦＲＰ層３２の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂２４の含浸量を減少させた繊維１４を巻き付けることが好ましい。また、ドラム２０と調整具２６との間隔は、使用する繊維１４、熱硬化性樹脂２４、多層ＦＲＰ層３２の層数、ライナー３０の外径等によって、適宜設定されればよい。
【００３３】
ライナー３０への繊維１４の巻き付けは、フープ巻き、ヘリカル巻き等があるが特に制限されるものではない。本実施形態の多層ＦＲＰ層３２は、フープ巻き、ヘリカル巻き単独で形成されたものであっても、フープ巻き、ヘリカル巻きを組み合わせて形成されたものであっても、フープ巻き、ヘリカル巻き以外の巻き付け方法であってもよい。
【００３４】
図３（イ）は、フィラメントワインディング法におけるフープ巻きの一例を示す模式図であり、図３（ロ）は、フィラメントワインディング法におけるヘリカル巻きの一例を示す模式図である。図３（イ）に示すように、フープ巻きとは、ライナー３０の軸方向（矢印Ｘ）に対して略垂直に熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４を巻き付けるものである。また、図３（ロ）に示すように、ヘリカル巻きとは、ライナー３０の軸方向（矢印Ｘ）に沿って、熱硬化性樹脂２４を含浸した繊維１４をらせん状に巻き付けるものである。上記フープ巻き、ヘリカル巻き等によって、ライナー３０に多層ＦＲＰ層３２を形成することができる。
【００３５】
次に、乾式フィラメントワインディング法を用いた多層ＦＲＰ層の形成について説明する。
【００３６】
図４は、乾式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を説明するための図である。図４に示すクリールスタンド３６に収容されたボビン３８から繰り出される繊維４０が、アイロ２８を介してライナー３０に巻き付けられ、図２に示すような多層ＦＲＰ層３２が形成される。乾式フィラメントワインディング法により用いられる繊維４０は、予め熱硬化性樹脂を含浸させた繊維（プリプレグ）である。
【００３７】
本実施形態に用いられるボビン３８は、内側から外側に向って熱硬化性樹脂の含浸量を増加させた繊維を巻き付けたものである。上記ボビン３８を用いることによって、図２に示す多層ＦＲＰ層３２の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繊維を巻き付けることができる。
【００３８】
また、内側から外側に向って熱硬化性樹脂の含浸量を減少させた繊維を巻きつけたボビン３８を用いることによって、多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって熱硬化性樹脂の含浸量を増加させた繊維を巻き付けることができる。上記でも説明したように、車輌用等に使用される高耐圧のＦＲＰ容器は、多層ＦＲＰ層３２の内層側に応力が掛かり易いため、内層側の強度を確保するために、内層側の繊維体積含有率が高くなることを抑制することができる点等で、内側から外側に向って熱硬化性樹脂の含浸量を増加させた繊維を巻き付けたボビン３８を用いることが好ましい。
【００３９】
また、ボビン３８の内層と外層との熱硬化性樹脂量の差は、使用する繊維４０、熱硬化性樹脂、多層ＦＲＰ層３２の層数、ライナー３０の外径等によって、適宜設定されればよい。
【００４０】
本実施形態に用いられるライナー３０は、用途によって、樹脂製、金属製が選択される。樹脂製ライナーとしては、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。金属製のライナーは、アルミニウム合金製や鋼鉄製等からできてい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。
【００４１】
本実施形態に用いられる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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
本実施形態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。また、本実施形態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１０００〜５００００フィラメント、好ましくは３０００〜３００００フィラメントの範囲である。本実施形態に用いられる繊維の繊維数が、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、図２に示すような多層ＦＲＰ層３２を形成することが困難となる場合がある。特に高強度、高弾性率かつ軽量の点から炭素繊維が好ましい。
【００４５】
＜硬化工程＞
硬化工程では、上記のように湿式フィラメントワインディング法又は乾式フィラメントワインディング法により形成した多層ＦＲＰ層（例えば、図２に示す多層ＦＲＰ層３２）を加熱硬化させる。
【００４６】
多層ＦＲＰ層３２の硬化条件は、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℃／分で昇温した後、１時間加熱させる。その後室温まで冷却させる。これにより、ＦＲＰ容器が得られる。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係るＦＲＰ容器の製造方法では、フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含み、多層ＦＲＰ層形成工程において、多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に、熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いることにより、ＦＲＰ容器の外径が増加することを抑制し、多層ＦＲＰ層の繊維体積含有率をコントロールしたＦＲＰ容器が得られる。特に、多層ＦＲＰ層の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繊維を用いることにより、高耐圧に好適なＦＲＰ容器が得られる。
【００４８】
上記本実施形態に係るＦＲＰ容器の製造方法により得られるＦＲＰ容器は、例えば、車輌、消防、医療、レジャー用等に使用される空気、酸素、液化プロパンガス、液化天然ガス等の圧力容器（ガスボンベ）等として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】湿式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を示す図である。
【図２】フィラメントワインディング法により作製した多層ＦＲＰ層の一部模式断面図である。
【図３】フィラメントワインディング法におけるフープ巻き、ヘリカル巻きの一例を示す模式図である。
【図４】乾式フィラメントワインディング法による多層ＦＲＰ層の作製例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ クリールスタンド、１２ ボビン、１４ 繊維、１６ 張力調整ローラ（Ａ）、１８ 張力調整ローラ（Ｂ）、２０ ドラム、２２ 樹脂浴槽、２４ 熱硬化性樹脂、２６ 調整具、２８ アイロ、３０ ライナー、３２ 多層ＦＲＰ層、３４ａ〜３４ｆ ＦＲＰ層、３６ クリールスタンド、３８ ボビン、４０ 繊維。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、
前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いることを特徴とするＦＲＰ容器の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させた繊維を用いることを特徴とするＦＲＰ容器の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のＦＲＰ容器の製造方法であって、前記フィラメントワインディング法は、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させるためのドラムと、前記ドラム上の熱硬化性樹脂の量を調整するために前記ドラムと所定の間隔をおいて配置される調整具とを用いて、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させながら前記ライナーに巻き付ける湿式法であり、
前記ドラムと前記調整具との間隔を小さくすることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させることを特徴とするＦＲＰ容器の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載のＦＲＰ容器の製造方法であって、前記フィラメントワインディング法は、予め前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けたボビンを用いて、前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を前記ライナーに巻き付ける乾式法であり、
前記ボビンの内側からから外側に向かって前記熱硬化性樹脂の含浸量の多い繊維を用いることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させることを特徴とするＦＲＰ容器の製造方法。
【請求項１】
フィラメントワインディング法により、ライナーに熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けて多層ＦＲＰ層を形成する多層ＦＲＰ層形成工程と、前記多層ＦＲＰ層を加熱硬化する硬化工程とを含むＦＲＰ容器の製造方法であって、
前記多層ＦＲＰ層形成工程において、前記多層ＦＲＰ層の単層又は複数層毎に前記熱硬化性樹脂の含浸量を変化させた繊維を用いることを特徴とするＦＲＰ容器の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のＦＲＰ容器の製造方法であって、前記多層ＦＲＰ層の内層から外層に向かって前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させた繊維を用いることを特徴とするＦＲＰ容器の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のＦＲＰ容器の製造方法であって、前記フィラメントワインディング法は、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させるためのドラムと、前記ドラム上の熱硬化性樹脂の量を調整するために前記ドラムと所定の間隔をおいて配置される調整具とを用いて、前記熱硬化性樹脂を繊維に含浸させながら前記ライナーに巻き付ける湿式法であり、
前記ドラムと前記調整具との間隔を小さくすることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させることを特徴とするＦＲＰ容器の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載のＦＲＰ容器の製造方法であって、前記フィラメントワインディング法は、予め前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻き付けたボビンを用いて、前記熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を前記ライナーに巻き付ける乾式法であり、
前記ボビンの内側からから外側に向かって前記熱硬化性樹脂の含浸量の多い繊維を用いることにより、前記熱硬化性樹脂の含浸量を減少させることを特徴とするＦＲＰ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２００８−３０７７９１（Ｐ２００８−３０７７９１Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５７８１０（Ｐ２００７−１５７８１０）
【出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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