JP3150398B2 - 液体含浸装置 - Google Patents
液体含浸装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば各種ＦＲＰ製品
をフィラメントワインディング法によって製造する過程
において液状に溶融した樹脂を繊維に含浸させる液体含
浸装置に関するものである。
をフィラメントワインディング法によって製造する過程
において液状に溶融した樹脂を繊維に含浸させる液体含
浸装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、例えば航空機用タンクの胴体等の
ように高い機械的強度を要求されるＦＲＰ製品には、引
張り強さの大きい連続長繊維を引張り方向に応力を受け
るように配置する、いわゆるフィラメントワインディン
グ法（ＦＷ法）が用いられている。この方法では、繊維
を主応力の作用する方向に配置させるために、回転する
マンドレルに繊維を決められた巻き角度で一定のテンシ
ョンを加えながら巻き付ける。その際、繊維を巻き付け
状態で固定するために、液状に溶融した樹脂を繊維に含
浸させてからマンドレルに巻き付け、マンドレルに巻き
付けられた樹脂含浸繊維を硬化させることにより目的と
する成形が完了する。また、液状の樹脂を繊維に含浸さ
せる工程においては、図６に示す装置が用いられてい
る。この装置は、樹脂含浸前の繊維Ａを巻回した送り出
しロ−ラ１とマンドレル２との間に一対のガイドロ−ラ
３を配設し、主ロ−ラ５によって各ガイドロ−ラ３間の
繊維Ａを樹脂槽４内に導き、樹脂槽４内の液状に溶融し
た樹脂Ｂに浸すようにしたものである。
ように高い機械的強度を要求されるＦＲＰ製品には、引
張り強さの大きい連続長繊維を引張り方向に応力を受け
るように配置する、いわゆるフィラメントワインディン
グ法（ＦＷ法）が用いられている。この方法では、繊維
を主応力の作用する方向に配置させるために、回転する
マンドレルに繊維を決められた巻き角度で一定のテンシ
ョンを加えながら巻き付ける。その際、繊維を巻き付け
状態で固定するために、液状に溶融した樹脂を繊維に含
浸させてからマンドレルに巻き付け、マンドレルに巻き
付けられた樹脂含浸繊維を硬化させることにより目的と
する成形が完了する。また、液状の樹脂を繊維に含浸さ
せる工程においては、図６に示す装置が用いられてい
る。この装置は、樹脂含浸前の繊維Ａを巻回した送り出
しロ−ラ１とマンドレル２との間に一対のガイドロ−ラ
３を配設し、主ロ−ラ５によって各ガイドロ−ラ３間の
繊維Ａを樹脂槽４内に導き、樹脂槽４内の液状に溶融し
た樹脂Ｂに浸すようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液状に
溶融した樹脂Ｂ内には気泡状の空気が含まれており、そ
のまま繊維Ａに樹脂Ｂを含浸させた場合、樹脂Ｂが硬化
した後もこの空気が樹脂Ｂ内に残り、ＦＲＰの強度を低
下させるという問題点があった。また、このような問題
点を解決するために、樹脂と繊維を同一の容器内に入れ
て減圧し、樹脂の外部を負圧にすることによって樹脂内
の空気を取出す方法もあるが、この場合は空気除去作業
を別工程で行わなければならず、他の製造工程と連続的
に行うことができなくなり、生産性を著しく低下させる
という欠点があった。更に、前記含浸装置では、ガイド
ロ−ラ３や主ロ−ラ５によって繊維Ａを急角度で屈曲さ
せることから、繊維Ａの折損を生じ易いという問題点も
あった。
溶融した樹脂Ｂ内には気泡状の空気が含まれており、そ
のまま繊維Ａに樹脂Ｂを含浸させた場合、樹脂Ｂが硬化
した後もこの空気が樹脂Ｂ内に残り、ＦＲＰの強度を低
下させるという問題点があった。また、このような問題
点を解決するために、樹脂と繊維を同一の容器内に入れ
て減圧し、樹脂の外部を負圧にすることによって樹脂内
の空気を取出す方法もあるが、この場合は空気除去作業
を別工程で行わなければならず、他の製造工程と連続的
に行うことができなくなり、生産性を著しく低下させる
という欠点があった。更に、前記含浸装置では、ガイド
ロ−ラ３や主ロ−ラ５によって繊維Ａを急角度で屈曲さ
せることから、繊維Ａの折損を生じ易いという問題点も
あった。
【０００４】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、液体内に含まれる空
気の除去作業を他の工程と連続して行うことができ、し
かも含浸対象物の折損を生ずることのない液体含浸装置
を提供することにある。
であり、その目的とするところは、液体内に含まれる空
気の除去作業を他の工程と連続して行うことができ、し
かも含浸対象物の折損を生ずることのない液体含浸装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の液体含浸装置は
前記目的を達成するために、一定方向に送られる含浸対
象物の通過を許容する間隔をおいて対向し、少なくとも
一方が含浸対象物の送り方向とは反対方向に移動する一
対の面状部材と、含浸すべき液体を各面状部材間に供給
する液体供給手段とを備え、各面状部材の間隔を面状部
材の移動方向上流側を小さく下流側を大きく形成してい
る。
前記目的を達成するために、一定方向に送られる含浸対
象物の通過を許容する間隔をおいて対向し、少なくとも
一方が含浸対象物の送り方向とは反対方向に移動する一
対の面状部材と、含浸すべき液体を各面状部材間に供給
する液体供給手段とを備え、各面状部材の間隔を面状部
材の移動方向上流側を小さく下流側を大きく形成してい
る。
【０００６】
【作用】本発明の液体含浸装置によれば、含浸対象物の
通過を許容する間隔をおいて対向する一対の面状部材間
に液体が供給されることから、一対の面状部材間で含浸
対象物を一定方向に送ったまま液体を含浸させることが
可能となり、含浸対象物を屈曲させる必要がなく、しか
も他の工程と連続して処理することができる。また、各
面状部材のうち少なくとも一方が含浸対象物の送り方向
とは反対方向に移動するとともに、各面状部材の間隔が
面状部材の移動方向上流側を小さく下流側を大きく形成
されていることから、各面状部材間の液体が流路断面の
小さい所から大きい所へと流動する。これにより、各面
状部材間における液体の圧力が低下し、各面状部材間の
液体内から空気が除去される。
通過を許容する間隔をおいて対向する一対の面状部材間
に液体が供給されることから、一対の面状部材間で含浸
対象物を一定方向に送ったまま液体を含浸させることが
可能となり、含浸対象物を屈曲させる必要がなく、しか
も他の工程と連続して処理することができる。また、各
面状部材のうち少なくとも一方が含浸対象物の送り方向
とは反対方向に移動するとともに、各面状部材の間隔が
面状部材の移動方向上流側を小さく下流側を大きく形成
されていることから、各面状部材間の液体が流路断面の
小さい所から大きい所へと流動する。これにより、各面
状部材間における液体の圧力が低下し、各面状部材間の
液体内から空気が除去される。
【０００７】
【実施例】図１乃至図４は本発明の一実施例を示すＦＲ
Ｐ製造用の液体含浸装置であり、従来例と同等の構成部
分には同一の符号を付して示す。即ち、１は送り出しロ
−ラ、２はマンドレル、Ａは含浸対象物としての繊維、
Ｂは液状の樹脂である。
Ｐ製造用の液体含浸装置であり、従来例と同等の構成部
分には同一の符号を付して示す。即ち、１は送り出しロ
−ラ、２はマンドレル、Ａは含浸対象物としての繊維、
Ｂは液状の樹脂である。
【０００８】同図において、１０は可撓性金属等によっ
て形成されたエンドレスベルトで、横方向に配置された
一対のプ−リ１１，１２に回動自在に取付けられてい
る。このエンドレスベルト１０は、送り出しロ−ラ１及
びマンドレル２間の繊維Ａの下方に配置され、繊維Ａが
エンドレスベルト１０の上面に沿って一定の速度で送ら
れるようになっている。各プ−リ１１，１２は図示しな
い駆動手段によって図中時計回りに回転し、これにより
エンドレスベルト１０の上面側が繊維Ａの送り方向とは
反対方向に移動するようになっている。また、エンドレ
スベルト１０の上方にはエンドレスベルト１０の上面と
僅かな間隔をおいて対向するガイドプレ−ト１３が設け
られている。このガイドプレ−ト１３はエンドレスベル
ト１０との間隔がエンドレスベルト１０の上面の移動方
向上流側が小さく下流側が大きくなるよう傾斜して設け
られている。即ち、エンドレスベルト１０及びガイドプ
レ−ト１３によって一対の面状部材が構成されている。
て形成されたエンドレスベルトで、横方向に配置された
一対のプ−リ１１，１２に回動自在に取付けられてい
る。このエンドレスベルト１０は、送り出しロ−ラ１及
びマンドレル２間の繊維Ａの下方に配置され、繊維Ａが
エンドレスベルト１０の上面に沿って一定の速度で送ら
れるようになっている。各プ−リ１１，１２は図示しな
い駆動手段によって図中時計回りに回転し、これにより
エンドレスベルト１０の上面側が繊維Ａの送り方向とは
反対方向に移動するようになっている。また、エンドレ
スベルト１０の上方にはエンドレスベルト１０の上面と
僅かな間隔をおいて対向するガイドプレ−ト１３が設け
られている。このガイドプレ−ト１３はエンドレスベル
ト１０との間隔がエンドレスベルト１０の上面の移動方
向上流側が小さく下流側が大きくなるよう傾斜して設け
られている。即ち、エンドレスベルト１０及びガイドプ
レ−ト１３によって一対の面状部材が構成されている。
【０００９】２０は液体供給手段をなす液槽で、上面を
開口するとともに、液状に溶融した樹脂Ｂを貯留してい
る。この液槽内には前記エンドレスベルト１０及び各プ
−リ１１，１２が収容され、エンドレスベルト１０の下
面側が樹脂Ｂに浸るようになっている。また、繊維Ａの
送り方向下流側に位置するプ−リ１１の側方には、プ−
リ１１の外周面に沿った湾曲形状を有する隙間調整ブロ
ック２１が設けられ、隙間調整ブロック２１とプ−リ１
１に巻回するエンドレスベルト１０との間隔を調整でき
るようになっている。更に、液槽２０の内部底面側には
温水流通路２２が形成され、その温水によって液槽２０
が加熱保温されている。
開口するとともに、液状に溶融した樹脂Ｂを貯留してい
る。この液槽内には前記エンドレスベルト１０及び各プ
−リ１１，１２が収容され、エンドレスベルト１０の下
面側が樹脂Ｂに浸るようになっている。また、繊維Ａの
送り方向下流側に位置するプ−リ１１の側方には、プ−
リ１１の外周面に沿った湾曲形状を有する隙間調整ブロ
ック２１が設けられ、隙間調整ブロック２１とプ−リ１
１に巻回するエンドレスベルト１０との間隔を調整でき
るようになっている。更に、液槽２０の内部底面側には
温水流通路２２が形成され、その温水によって液槽２０
が加熱保温されている。
【００１０】以上のように構成された液体含浸装置にお
いては、エンドレスベルト１０の回動により、液槽２０
内の樹脂Ｂがエンドレスベルト１０の表面に付着し、ガ
イドプレ−ト１３との間に給送される。その際、エンド
レスベルト１０の表面に付着した樹脂Ｂは隙間調整ブロ
ック２１によって付着量を一定に保たれている。また、
エンドレスベルト１０とガイドプレ−ト１３との間に給
送された樹脂Ｂは両者の対向面間に充満するとともに、
エンドレスベルト１０の移動によって繊維Ａの送り方向
とは反対方向に流動し、この間を通過する繊維Ａに含浸
される。
いては、エンドレスベルト１０の回動により、液槽２０
内の樹脂Ｂがエンドレスベルト１０の表面に付着し、ガ
イドプレ−ト１３との間に給送される。その際、エンド
レスベルト１０の表面に付着した樹脂Ｂは隙間調整ブロ
ック２１によって付着量を一定に保たれている。また、
エンドレスベルト１０とガイドプレ−ト１３との間に給
送された樹脂Ｂは両者の対向面間に充満するとともに、
エンドレスベルト１０の移動によって繊維Ａの送り方向
とは反対方向に流動し、この間を通過する繊維Ａに含浸
される。
【００１１】この時、ガイドプレ−ト１３とエンドレス
ベルト１０との間を流動する樹脂Ｂは、流路断面の小さ
い所から大きい所へと流れることから、この流路内の圧
力は大気圧よりも小さくなる。即ち、図２及び図３に示
すように、流路の長さをＬ、流路入口側の隙間高さをＨ
ａ、流路出口側の隙間高さをＨｂ、流路入口から距離ｘ
だけ出口寄りの隙間高さをＨ、エンドレスベルト１０の
移動速度をＶ、樹脂Ｂの粘性係数をμとすると、流路内
の圧力は以下に示す式によって表される。 ここに、μ ＝ １／９８［kgfs/m2 ］ Ｖ ＝ ０．５［m/s ］ Ｌ ＝ ０．５［m ］ Ｈａ＝０．００１［m ］ Ｈｂ＝０．００３［m ］ とおくと、流路内の圧力分布は、図４に示すようにｘ＝
０．１２８［m ］付近の圧力Ｐが最も小さく、また流路
内全域に亘って負圧となる。
ベルト１０との間を流動する樹脂Ｂは、流路断面の小さ
い所から大きい所へと流れることから、この流路内の圧
力は大気圧よりも小さくなる。即ち、図２及び図３に示
すように、流路の長さをＬ、流路入口側の隙間高さをＨ
ａ、流路出口側の隙間高さをＨｂ、流路入口から距離ｘ
だけ出口寄りの隙間高さをＨ、エンドレスベルト１０の
移動速度をＶ、樹脂Ｂの粘性係数をμとすると、流路内
の圧力は以下に示す式によって表される。 ここに、μ ＝ １／９８［kgfs/m2 ］ Ｖ ＝ ０．５［m/s ］ Ｌ ＝ ０．５［m ］ Ｈａ＝０．００１［m ］ Ｈｂ＝０．００３［m ］ とおくと、流路内の圧力分布は、図４に示すようにｘ＝
０．１２８［m ］付近の圧力Ｐが最も小さく、また流路
内全域に亘って負圧となる。
【００１２】従って、この流路内を流動する樹脂Ｂは、
その内部に含まれる気泡状の空気を前記圧力差によって
外部に取出され、この流路内を通過する繊維Ａには空気
を除去された樹脂Ｂが含浸される。尚、ガイドプレ−ト
１３はエンドレスベルト１０との間隔を調整し得るよう
上下方向に移動可能に設けるとよい。
その内部に含まれる気泡状の空気を前記圧力差によって
外部に取出され、この流路内を通過する繊維Ａには空気
を除去された樹脂Ｂが含浸される。尚、ガイドプレ−ト
１３はエンドレスベルト１０との間隔を調整し得るよう
上下方向に移動可能に設けるとよい。
【００１３】このように、本実施例の液体含浸装置によ
れば、一定方向に送られる繊維Ａを介して対向するエン
ドレスベルト１０及びガイドプレ−ト１３を設け、エン
ドレスベルト１０及びガイドプレ−ト１３の間隔をエン
ドレスベルト１０の上面の移動方向上流側が小さく下流
側が大きくなるよう形成することにより、エンドレスベ
ルト１０及びガイドプレ−ト１３間の樹脂Ｂの圧力を大
気圧よりも小さくするようにしたので、繊維Ａに含浸さ
れる樹脂Ｂから空気を確実に除去することができ、樹脂
硬化後のＦＲＰの強度低下を確実に防止することができ
る。また、前記構成により、繊維Ａを水平方向に送りな
がら樹脂Ｂを含浸することができるので、樹脂含浸工程
を他の工程と連続して行うことが可能であり、生産性を
格段に向上させることができる。更に、従来例の如く繊
維Ａを屈曲させる必要がなく、繊維Ａの折損を確実に防
止することができる。
れば、一定方向に送られる繊維Ａを介して対向するエン
ドレスベルト１０及びガイドプレ−ト１３を設け、エン
ドレスベルト１０及びガイドプレ−ト１３の間隔をエン
ドレスベルト１０の上面の移動方向上流側が小さく下流
側が大きくなるよう形成することにより、エンドレスベ
ルト１０及びガイドプレ−ト１３間の樹脂Ｂの圧力を大
気圧よりも小さくするようにしたので、繊維Ａに含浸さ
れる樹脂Ｂから空気を確実に除去することができ、樹脂
硬化後のＦＲＰの強度低下を確実に防止することができ
る。また、前記構成により、繊維Ａを水平方向に送りな
がら樹脂Ｂを含浸することができるので、樹脂含浸工程
を他の工程と連続して行うことが可能であり、生産性を
格段に向上させることができる。更に、従来例の如く繊
維Ａを屈曲させる必要がなく、繊維Ａの折損を確実に防
止することができる。
【００１４】図５は本発明の他の実施例を示すもので、
上下一対のエンドレスベルトを設けた点で前記実施例と
異なる。
上下一対のエンドレスベルトを設けた点で前記実施例と
異なる。
【００１５】同図において、３０は前記実施例と同等に
構成された下側のエンドレスベルトで、一対のプ−リ３
１，３２に支持されている。
構成された下側のエンドレスベルトで、一対のプ−リ３
１，３２に支持されている。
【００１６】４０は上側のエンドレスベルトで、一対の
プ−リ４１，４２に支持されている。上側エンドレスベ
ルト４０は各プ−リ４１，４２間を上下一対のガイドプ
−リ４３，４４によって支持されるとともに、エンドレ
スベルト４０の移動方向下流側のプ−リ４２が他のプ−
リ４１よりもやや上方に位置し、ガイドプ−リ４３から
プ−リ４２までの区間が上り傾斜になっている。これに
より、各エンドレスベルト３０，４０の間隔は各エンド
レスベルト３０，４０の対向面の移動方向上流側が小さ
く下流側が大きくなっている。
プ−リ４１，４２に支持されている。上側エンドレスベ
ルト４０は各プ−リ４１，４２間を上下一対のガイドプ
−リ４３，４４によって支持されるとともに、エンドレ
スベルト４０の移動方向下流側のプ−リ４２が他のプ−
リ４１よりもやや上方に位置し、ガイドプ−リ４３から
プ−リ４２までの区間が上り傾斜になっている。これに
より、各エンドレスベルト３０，４０の間隔は各エンド
レスベルト３０，４０の対向面の移動方向上流側が小さ
く下流側が大きくなっている。
【００１７】従って、本実施例の液体含浸装置によれ
ば、各エンドレスベルト３０，４０の両者が移動するの
で、各エンドレスベルト３０，４０間の減圧効果をより
一層高めることができる。尚、５０は液槽、５１は隙間
調整ブロックである。
ば、各エンドレスベルト３０，４０の両者が移動するの
で、各エンドレスベルト３０，４０間の減圧効果をより
一層高めることができる。尚、５０は液槽、５１は隙間
調整ブロックである。
【００１８】尚、前記実施例では繊維Ａに樹脂Ｂを含浸
させるようにしたＦＲＰ製造用の液体含浸装置を示した
が、他の各種含浸装置にも適用することが可能である。
させるようにしたＦＲＰ製造用の液体含浸装置を示した
が、他の各種含浸装置にも適用することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体含浸
装置によれば、液体内に含まれる空気の除去作業を他の
工程と連続して行うことができるので、生産性を格段に
向上させることができる。また、含浸工程において含浸
対象物を屈曲させる必要がないので、含浸対象物の折損
を確実に防止することができる。
装置によれば、液体内に含まれる空気の除去作業を他の
工程と連続して行うことができるので、生産性を格段に
向上させることができる。また、含浸工程において含浸
対象物を屈曲させる必要がないので、含浸対象物の折損
を確実に防止することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す液体含浸装置の側面図
【図２】液体含浸装置の概略図
【図３】液体含浸装置の要部断面図
【図４】樹脂流路内の圧力分布を示すグラフ
【図５】本発明の他の実施例を示す液体含浸装置の側面
図
図
【図６】従来例を示す液体含浸装置の側面図
１０，３０，４０…エンドレスベルト、１３…ガイドプ
レ−ト、２０，５０…液槽、Ａ…繊維、Ｂ…樹脂。
レ−ト、２０，５０…液槽、Ａ…繊維、Ｂ…樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29B 15/14 B29B 11/16 B29C 70/06 B29C 70/16
Claims (1)
- 【請求項１】 一定方向に送られる含浸対象物の通過を
許容する間隔をおいて対向し、少なくとも一方が含浸対
象物の送り方向とは反対方向に移動する一対の面状部材
と、 含浸すべき液体を面状部材間に供給する液体供給手段と
を備え、 面状部材の間隔を面状部材の移動方向上流側を小さく下
流側を大きく形成したことを特徴とする液体含浸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03615692A JP3150398B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 液体含浸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03615692A JP3150398B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 液体含浸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228933A JPH05228933A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3150398B2 true JP3150398B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=12461916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03615692A Expired - Fee Related JP3150398B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 液体含浸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3150398B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298636B1 (ko) * | 1999-05-08 | 2001-09-13 | 김철석 | 다중칼라사염장치 |
| CN1788415B (zh) * | 2004-01-19 | 2012-09-12 | 株式会社村田制作所 | 边界声波装置 |
| JP5067532B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2012-11-07 | 村田機械株式会社 | 樹脂含浸装置 |
| US10525635B2 (en) * | 2017-09-15 | 2020-01-07 | The Boeing Company | Systems and methods for creating feedstock lines for additive manufacturing of an object |
| EP3705251B1 (de) | 2019-03-07 | 2023-05-03 | KARL MAYER Technische Textilien GmbH | Imprägnieranlage und verfahren zum imprägnieren eines textilen flächengebildes für kompositbauteile |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP03615692A patent/JP3150398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05228933A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |