(57)【要約】  成形中間体の成形時の引抜き作業を容易にし、壁厚の増大を抑え強度を向上できる繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法および繊維強化樹脂製の筒状体を提供する。  筒状の中間成形体１５の幅方向両端部に、幅方向外側に突出し、長手方向に連続する中実の把持部２３を一体的に形成し、上下一対の保持型１１、１２の内面を硬化させた中間成形体１５の表面に当接させるとともに、把持部２３を保持型１１、１２で挟んで圧縮状態にして所定長さ下流側に移動させて、成形金型と中子との間の筒状の成形隙間に、経糸が炭素繊維の未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜くとともに加熱して、加熱硬化させた筒状の中間成形体１５を、順次下流側に搬送して所定長さに切断する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形金型を直線状に貫通する空間に中子を挿入し、この成形金型と中子との間に形成した筒状の成形隙間に、少なくとも経糸が炭素繊維である未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くことにより、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体を成形して加熱硬化させ、この硬化させた中間成形体を順次下流側に搬送して所定長さに切断することにより筒状体を製造し、その筒状体の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒを９０％以上にする繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法であって、
前記中間成形体を成形する際に、中間成形体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を一体的に形成し、前記硬化させた中間成形体の表面を覆うように、上下一対の保持型の内面をこの中間成形体の表面に当接させるとともに、硬化させた前記把持部をこの上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして、この上下一対の保持型を所定長さ下流側に移動させることにより、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜くようにする繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項２】
硬化させた前記把持部を上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させた後、この上下一対の保持型により挟んだ把持部を切断する請求項１に記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項３】
前記把持部を切断した部分を、繊維強化樹脂製の補強材により補強する請求項２に記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項４】
前記上下一対の保持型を、前記中間成形体の移動方向に間隔をあけて２つ配列し、上流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態で所定長さ下流側に移動させるとともに、下流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第１移動工程と、第１移動工程に続いて、下流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させるとともに、上流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第２移動工程と、を交互に行なって、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くようにする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項５】
前記成形隙間に挿通する直前の前記炭素繊維織物の張力を５Ｎ／ｍｍ2 以上９８０Ｎ／ｍｍ2 以下にする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項６】
長尺状の表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに、互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状体に形成され、前記表板および裏板が、少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物を主補強材とする繊維強化樹脂で構成され、かつ前記経糸が前記表板および裏板の長手方向にそれぞれ平行に直線状に配列され、筒状体の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒが９０％以上である繊維強化樹脂製の筒状体であって、
前記筒状体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を有し、この把持部が前記繊維強化樹脂によって一体的に形成されたものであり、前記筒状体の幅方向両端部に幅方向長さが筒状体の幅の１．０％以上８．０％以下の中実部分が形成されている繊維強化樹脂製の筒状体。
【請求項７】
長尺状の表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに、互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状体に形成され、前記表板および裏板が、少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物を主補強材とする繊維強化樹脂で構成され、かつ前記経糸が前記表板および裏板の長手方向にそれぞれ平行に直線状に配列され、筒状体の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒが９０％以上である繊維強化樹脂製の筒状体であって、
前記筒状体の幅方向両端部が、予め前記繊維強化樹脂によって一体的に形成された幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を、切断加工して形成されている繊維強化樹脂製の筒状体。
【請求項８】
前記把持部を切断加工した部分が、繊維強化樹脂製の補強材により補強されている請求項７に記載の繊維強化樹脂製の筒状体。
【請求項９】
前記炭素繊維織物が緯糸密度１本／ｃｍ以下のすだれ織物であり、このすだれ織物の緯糸が５０ｄｔｅｘ以上３５０ｄｔｅｘ以下の有機繊維からなる請求項６〜８のいずれかに記載の繊維強化樹脂製の筒状体。
【請求項１０】
前記すだれ織物を複数枚積層し、かつ任意の２枚のすだれ織物の間に経糸及び緯糸が共に炭素繊維である完全炭素繊維織物を挿入した請求項９に記載の繊維強化樹脂製の筒状体。
【請求項１１】
前記完全炭素繊維織物を前記表板と裏板との両側に跨がるように配置した請求項１０に記載の繊維強化樹脂製の筒状体。
【請求項１２】
前記表板または裏板の一方に、その板幅よりも広幅の前記完全炭素繊維織物を挿入し、この完全炭素繊維織物の両端部を他方の板側に折り返すようにした請求項１１に記載の繊維強化樹脂製の筒状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法および繊維強化樹脂製の筒状体に関し、さらに詳しくは、成形中間体を成形する際の引抜き作業を容易にするとともに、壁厚の増大を抑えつつ強度を向上することができる繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法および繊維強化樹脂製の筒状体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線撮影用天板として繊維強化樹脂製の筒状体が用いられている。このような筒状体を製造するには、成形金型に中子を挿入し、成形金型と中子との間に形成した筒状の成形隙間に、未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くことにより、筒状の中間成形体を成形して加熱硬化させた後、硬化させた中間成形体を順次下流側に搬送して所定長さに切断している（特許文献１参照）。【０００３】
この製造工程では、硬化させた中間成形体を上下から挟んで保持した状態で引抜き作業を行なっている。未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を成形金型を挿通させて引き抜く際には、ある程度大きな引抜き力が必要になり、これに相応するように中間成形体を上下から挟んだ状態で保持する必要がある。【０００４】
中間成形体は中空形状なので、引抜き作業の際に、挟んで保持する圧力によって変形し易くなる。この変形を防止するために、中間成形体の中空になる部分の壁厚を増大させる必要があり、製造した繊維強化樹脂製の筒状体は、実際に必要とされる以上の壁厚を有する仕様になるという問題があった。【０００５】
例えば、製造した筒状体をＣＴや一般のＸ線撮影用の天板として用いる場合には、壁厚が必要以上に厚くなるので、Ｘ線透過損失が増大して精密な画像データを得られなくなるという問題が生じる。また、中間成形体を挟んで保持する圧力が小さければ、引抜き力を大きくすることができないので引抜き作業が困難になり、また、繊維強化樹脂の経糸の真直度Ｒを向上させにくくなり、製造した筒状体の強度を向上させるには不利であった。
【特許文献１】日本国特開２００３−３１９９３６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、成形中間体を成形する際の引抜き作業を容易にするとともに、壁厚の増大を抑えつつ強度を向上することができる繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法および繊維強化樹脂製の筒状体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法は、成形金型を直線状に貫通する空間に中子を挿入し、この成形金型と中子との間に形成した筒状の成形隙間に、少なくとも経糸が炭素繊維である未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くことにより、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体を成形して加熱硬化させ、この硬化させた中間成形体を順次下流側に搬送して所定長さに切断することにより筒状体を製造し、その筒状体の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒを９０％以上にする繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法であって、前記中間成形体を成形する際に、中間成形体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を一体的に形成し、前記硬化させた中間成形体の表面を覆うように、上下一対の保持型の内面をこの中間成形体の表面に当接させるとともに、硬化させた前記把持部をこの上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして、この上下一対の保持型を所定長さ下流側に移動させることにより、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜くようにすることを特徴とするものである。【０００８】
ここで、硬化させた前記把持部を上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させた後、この上下一対の保持型により挟んだ把持部を切断することもできる。前記把持部を切断した部分を、繊維強化樹脂製の補強材により補強することもできる。前記上下一対の保持型を、前記中間成形体の移動方向に間隔をあけて２つ配列し、上流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態で所定長さ下流側に移動させるとともに、下流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第１移動工程と、第１移動工程に続いて下流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させるとともに、上流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第２移動工程と、を交互に行なって、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くこともできる。前記成形隙間に挿通する直前の前記炭素繊維織物の張力は、例えば、５Ｎ／ｍｍ2 以上９８０Ｎ／ｍｍ2 以下にする。【０００９】
本発明の繊維強化樹脂製の筒状体は、長尺状の表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに、互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状体に形成され、前記表板および裏板が、少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物を主補強材とする繊維強化樹脂で構成され、かつ前記経糸が前記表板および裏板の長手方向にそれぞれ平行に直線状に配列され、筒状体の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒが９０％以上である繊維強化樹脂製の筒状体であって、前記筒状体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を有し、この把持部が前記繊維強化樹脂によって一体的に形成されたものであり、前記筒状体の幅方向両端部に幅方向長さが筒状体の幅の１．０％以上８．０％以下の中実部分が形成されていることを特徴とするものである。【００１０】
また、本発明の別の繊維強化樹脂製の筒状体は、前記筒状体の幅方向両端部が、予め前記繊維強化樹脂によって一体的に形成された幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を、切断加工して形成されていることを特徴とするものである。【００１１】
本発明の筒状体では、前記把持部を切断加工した部分を、繊維強化樹脂製の補強材により補強された仕様にすることもできる。前記炭素繊維織物が緯糸密度１本／ｃｍ以下のすだれ織物であり、このすだれ織物の緯糸が５０ｄｔｅｘ以上３５０ｄｔｅｘ以下の有機繊維からなる仕様にすることもできる。前記すだれ織物を複数枚積層し、かつ任意の２枚のすだれ織物の間に経糸及び緯糸が共に炭素繊維である完全炭素繊維織物を挿入した仕様にすることもできる。前記完全炭素繊維織物を前記表板と裏板との両側に跨がるように配置した仕様にすることもできる。前記表板または裏板の一方に、その板幅よりも広幅の前記完全炭素繊維織物を挿入し、この完全炭素繊維織物の両端部を他方の板側に折り返すようにした仕様にすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する把持部を一体的に形成し、この把持部を中実にしたので、上下一対の保持型によって硬化させた把持部を強固に挟むことができる。これにより、硬化させた中間成形体の中空になる部分には過大な圧力をかけることなく、中実の把持部のみを十分に大きな圧力で保持して引抜き作業を行なうことができなる。【００１３】
したがって、中間成形体の中空になる部分は、上下一対の保持型に挟まれて保持される際の強度を考慮する必要がなくなり、壁厚を最小限にすることができる。これに伴なって、製造した筒状体をＣＴや一般のＸ線撮影用の天板等に用いる場合には、Ｘ線の透過損失を低減させることができ、より精密な画像データを得ることが可能になる。【００１４】
また、硬化させた把持部を大きな圧力で挟んで圧縮保持することができるので、引抜き力を従来に比して大きくすることができ、引抜き作業が容易になる。これに伴ない、炭素繊維織物の経糸の真直度Ｒを９０％以上に向上させ易くなるので、製造した筒状体の強度の向上にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の繊維強化樹脂製の筒状体の製造工程を例示する全体概要図である。
【図２】図２は図１の引抜き装置を例示する側面図である。
【図３】図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は図２の引抜き装置による引抜き作業（第１移動工程）を例示する側面図である。
【図６】図６は図２の引抜き装置による引抜き作業（第２移動工程）を例示する側面図である。
【図７】図７は本発明の筒状体の実施形態を例示する断面図である。
【図８】図８は図７の平面図である。
【図９】図９は本発明の筒状体の別の実施形態を例示する断面図である。
【図１０】図１０は本発明の筒状体の別の実施形態を例示する断面図である。
【図１１】図１１は本発明で規定する縦糸の真直度Ｒの測定方法の説明図である。
【図１２】図１２は本発明の筒状体の表板および裏板の構造を例示する断面図である。
【図１３】図１３は本発明の筒状体の表板および裏板の他の構造を例示する断面図である。
【図１４】図１４は本発明の筒状体の構造を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  製造装置
２  樹脂液槽
４  成形金型
４ａ  中子
５  引抜き装置
５ａ、５ｂ  プラー
６  上下動シリンダ
１１  上保持型
１２  下保持型
１５  中間成形体
１６  加熱炉
１７  切断機
２０  天板（筒状体）
２１  表板
２２  裏板
２３  把持部
２３ａ  補強材
２４   すだれ織物
２５   完全炭素繊維織物
２６   一方向性炭素繊維シート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法および繊維強化樹脂製の筒状体を図に示した実施形態に基づいて説明する。実施形態では、筒状体がＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）や一般のＸ線撮影に用いる天板である場合を例にして説明する。【００１８】
図７、図８に例示するように、本発明の天板（筒状体）２０は繊維強化樹脂製であり、長尺状の表板２１と裏板２２とを間隔をあけて対置するとともに、互いの幅方向両端部どうしを連結した中空形状になっている。表板２１および裏板２２が、少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物を主補強材とする繊維強化樹脂で構成され、かつ経糸が表板２１および裏板２２の長手方向にそれぞれ平行に直線状に配列されている。そして、天板２０の幅方向中心を通る中心線ＣＬを基準に規定した経糸の真直度Ｒが９０％以上になっている。図８では、経糸を実線、緯糸を破線によって模式的に示している。【００１９】
本発明において、真直度Ｒとは、下記の測定方法で天板２０の片面当たり１０か所について測定計算した値の総和平均値をいう。【００２０】
すなわち、天板２０の表板２１および裏板２２のそれぞれについて幅方向に１０等分した各帯域において、それぞれ幅方向の中心であると共に長手方向の中心位置において、図１１に示すように、筒状体２０の幅方向中心を通る中心線を基準線ＣＬとしたとき、この基準線ＣＬと平行な長さ１ｍの２本の直線Ｓ１、Ｓ２を４０ｍｍの間隔に引くと共に、この直線Ｓ１、Ｓ２の両端部どうしを短線Ｔ１、Ｔ２で結んだ細長い矩形Ａを切り出す。【００２１】
次いで、このようにして切り出した大きさ１ｍ×４０ｍｍの各帯域の矩形Ａの切片（合計１０個）について、それぞれ燃焼して樹脂分を除去した後、両端の短線Ｔ１、Ｔ２のうちいずれか一方（例えばＴ１）をクランプし、非クランプ部分で非拘束状態になっている炭素繊維束を振り落とす。次いで、クランプ部分に拘束された炭素繊維束（経糸）の本数Ｎ１と、反対側の短線（Ｔ２）の部分に残存している炭素繊維束（経糸）の本数Ｎ２とを数え、このＮ１とＮ２から次式で定義される真直度を算出する。
（Ｎ２／Ｎ１）×１００（％）【００２２】
この測定と計算を上記１０個の切片について行い、その１０個の真直度の総和平均値を本発明における真直度Ｒとする。【００２３】
この天板２０は幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部２３を有し、この把持部２３が繊維強化樹脂によって一体的に形成されている。把持部２３が形成されることにより、天板２０の幅方向両端部に幅方向長さＷ１が５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の中実部分が形成されている。この中実部分の厚さＴは、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。【００２４】
天板２０は平面視が矩形状に形成されるが、ＣＴやＸ線撮影用として用いる場合は、長手方向に直交する横断面形状は人体を安定状態に載せるため弧状に湾曲させた偏平な筒形状にすることが好ましい。天板２０の大きさは平面視で一般的に長手方向が１９０〜３５０ｃｍ、幅方向が３５〜５０ｃｍの範囲である。【００２５】
この天板２０の長手方向に直交する横断面は、表板２１および裏板２２とも上方側が凹状の弧状に湾曲し、かつ互いの幅方向両端部どうしを連結した三日月形になっている。また、天板２０の長手方向の両端部には封止蓋が装着される。【００２６】
表板２１と裏板２２とは、図１２に示すように、それぞれ経糸が実質的無撚り（撚数が５Ｔ／ｍ以下）の炭素繊維束からなる２枚のすだれ織物２４、２４の間に、経糸と緯糸が共に炭素繊維束からなる完全炭素繊維織物２５を挿入し、かつこれら織物に熱硬化性樹脂が含浸した状態で加熱硬化させた繊維強化樹脂から構成されている。すだれ織物２４の経糸と完全炭素繊維織物２５の経糸とは、それぞれ表板２１および裏板２２の長手方向に平行に配列されており、その真直度Ｒが９０％以上になっている。【００２７】
表板２１および裏板２２を構成する繊維強化樹脂は、図１２の積層構造に限定されるものではなく、図１３のような形態であってもよい。図１３の形態では、図１２の炭素繊維織物の積層構造の最外層の表面に、一方向性炭素繊維シート２６を積層したものである。一方向性炭素繊維シート２６は緯糸を持たないため、平面性や平滑性に優れており、最外側に配置されることにより天板２０の外観を良好にすることができる。【００２８】
本発明の天板２０は、完全炭素繊維織物２５を、図１４に示すような配置にしたものであってもよい。図１４では、裏板２２の２枚のすだれ織物２４、２４の間に１枚の完全炭素繊維織物２５を挿入するように構成している。その完全炭素繊維織物２５は幅が裏板２２の幅よりも広幅にしてあり、その広幅の両端部２５ｅ、２５ｅを、それぞれ表板２１側へ折り返すようにしている。その表板２１では、完全炭素繊維織物２５の両端部２５ｅ、２５ｅは、２枚のすだれ織物２４、２４の間に挟まれた状態で互いにオーバラップしている。また、表板２１および裏板２２とも、最外層に一方向性炭素繊維シート２６を積層している。【００２９】
図１４の天板２０では、完全炭素繊維織物２５が挿入されていることによって形状安定性が向上し、ソリや曲がりを発生しにくくなる。さらに、この完全炭素繊維織物２５の両端部２５ｅ、２５ｅが裏板２２と表板２１との間に跨がるように折り返されているため、天板２０の剛性が向上している。また、最外層に一方向性炭素繊維シート２６を配置されていることで、外観性が向上している。【００３０】
本発明の天板２０は、上記の真直度Ｒが９０％以上、好ましくは９５％以上であることにより、主補強材として使用される炭素繊維織物における経糸の強力利用率を向上することができ、その結果、炭素繊維の使用量を少なくしながら天板２０の強度や剛性（特に曲げ剛性）を向上することができる。また、ソリやねじれが低減し、寸法精度に優れた天板２０を得ることができる。さらに、繊維強化樹脂中の炭素繊維の繊維含有率を、従来の手貼り天板では達成不可能であった６０容量％以上にすることが可能になり、天板２０の強度や剛性の向上のみならず、天板２０のＸ線透過率が向上して撮影映像を鮮明にすることがきる。【００３１】
本発明に使用される炭素繊維織物には、少なくとも経糸が炭素繊維からなる織物が使用されるが、その経糸の炭素繊維束は実質的無撚りであることが好ましい。【００３２】
本発明に使用される炭素繊維織物は、すだれ織物２４であることが好ましい。すだれ織物２４は、経糸密度に比較して緯糸密度を著しく粗にしてあることが特徴であり、経糸密度を５本／ｃｍ以上にするのに対して、緯糸密度が１本／ｃｍ以下、さらに好ましくは０．２〜０．５本／ｃｍの範囲のものを使用するのがよい。緯糸密度が１本／ｃｍよりも多いと、緯糸との交差によって経糸に形成される単位長さ当たりのクリンプ数（波形の屈曲数）が増大し、経糸の強力利用率が低下する。また、０．２本／ｃｍよりも少ないと、経糸相互間に生ずるクラックの防止作用が低減したり、経糸に対する均一配列効果（均一分散効果）が低減したりする。【００３３】
すだれ織物２４に用いられる緯糸には、経糸と同じ炭素繊維を使用してもよく、好ましくは有機繊維を使うのがよい。すなわち、本発明で使用するすだれ織物２４における緯糸は、互いに隣接する経糸相互間にクラックを生じないように抑制し、かつそのクラックが伝播成長しないように抑制することにより、炭素繊維織物の補強機能を維持させるためのものであるので、高強度、高弾性率でなくてもよいからである。緯糸に用いる有機繊維としては、特に限定されないが、例えばポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等を使用することができる。【００３４】
すだれ織物２４の緯糸に有機繊維を使用する場合は、その繊度は５０〜３５０ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。繊度が３５０ｄｔｅｘよりも大きいと、経糸の炭素繊維に大きなクリンプを形成させるため、強力利用率を低下させる。また、５０ｄｔｅｘよりも小さいと、経糸に対するクラックの抑制作用や経糸の均一分散性付与効果が低減する。【００３５】
炭素繊維織物としてすだれ織物２４を使用する場合、複数枚を積層して使用することが好ましい。また、複数枚のすだれ織物２４を積層する場合、任意の２枚のすだれ織物２４の間に、経糸と緯糸の両方が炭素繊維からなる少なくとも１枚の完全炭素繊維織物２５を挿入するとよい。この完全炭素繊維織物２５を挿入することにより、天板２０の形状安定性が向上し、ねじれやソリの発生を抑制することができる。【００３６】
また、上記のようにすだれ織物２４の間に挿入配置する完全炭素繊維織物２５は、表板２１と裏板２２の幅方向両端部を跨いで両板間に連続するように配置することが好ましい。このように表板２１と裏板２２に跨がるように配置することにより、天板２０の剛性が増大し、形状安定性を向上することができる。また、このように完全炭素繊維織物２５を挿入する場合、表板２１および裏板２２の一方に、その板幅よりも広幅の完全炭素繊維織物２５を他方の板側に挿入し、この一方の板の両側に延長する両端部を、他方の板側へ折り返して重ね合わせた構造にするとよい。【００３７】
すだれ織物２４に併用して使用する完全炭素繊維織物２５は、経糸と緯糸の両方が炭素繊維束からなるものであれば、特に構造は限定されない。また、その経糸密度及び緯糸密度は、共に５本／ｃｍ以上であればよい。【００３８】
炭素繊維織物を複数層積層する場合、特にすだれ織物２４を複数層積層するようにした場合には、その最外層の表面に一方向性炭素繊維シート２６を積層するようにするとよい。一方向性炭素繊維シート２６は、主として外観向上を目的とするので、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の有機繊維からなる不織布や紙であってもよい。【００３９】
炭素繊維織物、一方向性炭素繊維シート２６、有機繊維の不織布や紙には、樹脂を含浸させることにより繊維強化樹脂にする。その樹脂には、熱硬化性樹脂が好ましく使用される。本発明の場合には、上述したように炭素繊維織物における経糸の強力利用率が向上しているため、エポキシ樹脂の他に不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂なども使用することができる。【００４０】
不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、エポキシ樹脂に比べて難燃性の付与を容易に行うことができる。また、不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、エポキシ樹脂に比べて低収縮性にすることが容易であるため、一層寸法安定性に優れた天板を得ることができる。【００４１】
以下、本発明の製造方法を用いて、図７、図８に例示した天板（筒状体）２０を製造する方法を説明する。本発明の製造方法は、引抜き成形を用いるものであり、天板２０を効率よく、かつ連続的に製造することができる。【００４２】
図１に例示するように、製造工程ではクリールスタンドに複数の補強シートのロール１８が支持されて、クリールスタンドの支持軸にはブレーキが取りつけられている。これにより各ロール１８から引き出される補強シートに制動力が付与されるようになっている。【００４３】
２つのロール１８群のうち一方のロール１８群（図１の下側）は表板２１を形成するための補強シート群を配置したもので、炭素繊維のすだれ織物２４を巻いたロール１８が２個と、一方向炭素繊維シート２６を巻いたロール１８が１個それぞれ配置されている。すだれ織物２４及び一方向炭素繊維シート２６は、共に表板２１と略同一幅に形成されている。また、すだれ織物２４は経糸が実質的無撚りの炭素繊維束であり、緯糸にポリアミド繊維等の有機繊維が使用され、その緯糸密度は１本／ｃｍ以下になっている。【００４４】
他方のロール１８群（図１の上側）は、裏板２２を形成するための補強シート群を配置したもので、炭素繊維のすだれ織物２４を巻いたロール１８が２個と、完全炭素繊維織物２５を巻いたロール１８が１個と、一方向炭素繊維シート２６を巻いたロール１８が１個それぞれ配置されている。すだれ織物２４は、一方のロール１８群にセットされているものと同じ構成からなる。また、すだれ織物２４と一方向炭素繊維シート２６とは裏板２２と同一幅に形成されているが、完全炭素繊維織物２５は裏板２２よりも幅が２倍以上の広幅に形成されている。【００４５】
それぞれのロール１８群の下流側には、未硬化の熱硬化性樹脂液を満たした樹脂液槽２、２が配置されている。これら樹脂液槽２、２の下流側に、含浸処理部３、成形金型４、引抜き装置５、加熱炉１６、切断機１７、搬送コンベアが順に設置されている。
中子４ａは断面が三日月状に形成された長尺体であり、長手方向一端側がシリンダ１９に連結されている。シリンダ１９の稼働によって中子４ａは上流側および下流側に水平進退移動するように構成されている。【００４６】
まず、樹脂液槽２、２に、引抜き装置５の引抜き作業によって、それぞれのロール１８群からブレーキを与えながら引き出したすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の補強シート群を通過させて、未硬化の熱硬化性樹脂液を付与する。【００４７】
次に、一方のロール１８群側のすだれ織物２４が、ガイド１４ａを介して中子４ａの表面（図１では下側面）に沿わされる。次いで、他方のロール１８群側から引き出された幅広の完全炭素繊維織物２５が、その両端部を折り返しガイド１４ｃによって下側に折り返されながら、ガイド１４ｂを介して、最初に中子４ａの表面（図１の下側面）に沿わされた上記すだれ織物２４の表面に折り重ねられる。【００４８】
次に、含浸処理部３の入口において、一方のロール１８群側のすだれ織物２４と一方向炭素繊維シート２６とが、すだれ織物２４側を内側にして上記完全炭素繊維織物２５の折り返し部の上に積層される。また、他方のロール１８群側のすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の補強シート群が、中子４ａの反対側（図１では上面側）に沿わされる。【００４９】
含浸処理部３は、上型と下型とから構成され、その内側に断面三日月状の空間が前後に直線状に貫通している。その空間に中子４ａが貫通することにより、中子４ａの周囲に環状の絞り隙間が形成される。この絞り隙間の隙間幅は、下流側の成形金型４の成形隙間の隙間幅よりもやや広幅に形成されている。【００５０】
含浸処理部３は、樹脂液槽２、２で樹脂液を付着したすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を中子４ａの表面に沿わせて絞り隙間を通過させる際に、樹脂液をそれぞれの内部に含浸させる。そして、含浸処理部３の出口側において、すだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を、断面三日月状の積層状態にプリフォームにする。このプリフォームでは、すだれ織物２４及び完全炭素繊維織物２５がそれぞれ緯糸を有するため、これら緯糸が経糸群に対して横ずれ抵抗を与え幅方向に均一分布させながら、引抜き装置５の引抜き作業によって長手方向に平行に引き揃えた状態にする。【００５１】
成形金型４は、含浸処理部３と同様に上型４と下型とから構成され、その内側に断面三日月状の空間が前後に直線状に貫通すると共に、加熱手段（ヒータ）を内蔵している。この空間に中子４ａが貫通することにより、中子４ａの周囲に環状の成形隙間をが形成される。中子４ａは成形金型４を貫通して、その先端は成形金型４の下流側端面をやや越えた位置まで達している。【００５２】
成形金型４では、断面三日月状にプリフォームされたすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の積層体を、中子４ａに沿わせるように成形隙間に通し、かつ引抜き装置５によって引き抜くと共に、ヒータで加熱硬化することにより、図３、図４に示すような断面三日月状の偏平筒状の中間成形体１５に成形する。【００５３】
このように、成形金型４の成形隙間に、少なくとも経糸が炭素繊維である未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させ、張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜く。これにより、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体１５を成形して加熱硬化させる。この中間成形体１５の幅方向両端部には、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する把持部２３、２３が一体的に形成される。【００５４】
この成形加工をするときに、成形隙間に挿通する直前の炭素繊維織物の張力を５Ｎ／ｍｍ2 以上９８０Ｎ／ｍｍ2 以下にするとよい。即ち、成形金型４の入口側におけるすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の張力を５〜９８０Ｎ／ｍｍ2 、好ましくは１０〜４９０Ｎ／ｍｍ2 以下、さらに好ましくは１０〜３００Ｎ／ｍｍ2 以下にするとよい。このような張力の付与により、含浸処理部３と成形金型４との間で、含浸処理部３で断面三日月状にプリフォームされたすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６内の炭素繊維束を真っ直ぐに引き揃え、天板２０にしたときの縦糸の真直度Ｒを９０％以上にすることができる。【００５５】
すだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を含浸処理部３や成形金型４に最初にセットするときは、中子４ａを成形金型４および含浸処理部３から上流側へ引抜いた状態にし、これらを貫通する空間にすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を通した後に中子４ａを挿入すれば、簡単にセットすることができる。【００５６】
引抜き装置５は、硬化させた中間成形体１５を連続的に引っ張るためのものであり、その引抜き作業によって成形金型４の上流側ですだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６に高い張力を発生させ、長手方向に延長する経糸などを真っ直ぐに引き揃えるようにする。【００５７】
図２〜図４に例示するように引抜き装置５は、中間成形体１５の移動方向に間隔をあけて前後一対のプラー５ａ、５ｂを配列した構成になっている。それぞれのプラー５ａ、５ｂは下プレート１０の底面に移動ローラ１３ａを備え、上流側のプラー５ａは、ベース１３の前後方向の中間点を境に上流側半分の行程を往復移動し、下流側のプラー５ｂは、下流側半分の行程を往復移動するようになっている。【００５８】
それぞれのプラー５ａ、５ｂは、下プレート１０に４本の支柱８を立設し、それぞれの支柱８の上端には保持プレート７が固定されている。保持プレート７には上下動シリンダ６が取り付けられ、下方に延びるシリンダロッドの先端には上プレート９が接続されている。上プレート９には４本の支柱８が挿通して、上下動シリンダ６の稼動によって上プレート９が上下移動するようになっている。【００５９】
上プレート９の下面には上保持型１１、下プレート１０の上面には下保持型１２が装着されている。上保持型１１の下面の断面形状は、硬化させた中間成形体１５の裏板側（図３、図４では上面側）の外形とほぼ同じ円弧形状になっている。下保持型１２の上面の断面形状は、硬化させた中間成形体１５の表板側（図３、図４では下面側）の外形とほぼ同じ円弧形状になっている。【００６０】
この上下一対の保持型１１、１２が、互いの円弧形状の表面を対向させて配置されている。上下動シリンダ６の稼働によって、上保持型１１が下保持型１２に近接するように移動し、また、離反するように移動する。したがって、上保持型１１と下保持型１２とが当接して組み合った際には、上下一対の保持型１１、１２の内面によって、硬化させた中間成形体１５とほぼ同じ断面三日月状の空間が形成される。【００６１】
引抜き作業を行なう場合には、まず、図５に例示するように上流側のプラー５ａに装着した上保持型１１を下方移動させて、上下一対の保持型１１、１２の内面で硬化させた中間成形体１５の表面を環状に覆うように、その表面に上下一対の保持型１１、１２の内面を当接させるとともに、硬化させた把持部２３、２３をこの上下一対の保持型１１、１２によって挟んで圧縮した状態にする。【００６２】
このとき、この中間成形体１５の中空になる部分の表面は、上下一対の保持型１１、１２の内面が軽く接触している程度であり、実質的に圧力を受けていない状態になっている。この状態でプラー５ａを所定長さ下流側に移動させる。例えば、プラー５ａの下流側端部をベース１３の前後方向の中間点まで移動させる。【００６３】
上保持型１１を下方移動させる上下動シリンダ６による圧縮力は、例えば、２２００ｋｇｆ程度であり、この圧縮力を、上保持型１１（下保持型１２）が中間成形体１５に当接する平面視の面積で割って算出した平均圧力は、１２×１０４Ｐａ〜１５×１０４Ｐａ（１．２ｋｇｆ／ｃｍ２〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ２）程度になる。実際は、把持部２３、２３には、他の部分よりも大きな圧力が作用するので、上記平均圧力よりも大きな圧力によって把持部２３、２３は圧縮されることになる。【００６４】
また、上流側のプラー５ａが上記のように移動する際には、下流側のプラー５ｂに装着した上保持型１１を上方移動させて、このプラー５ｂの上下一対の保持型１１、１２で硬化させた把持部２３、２３を挟まない状態にしておく。そして、この状態でプラー５ｂを所定長さ上流側に移動させる。例えば、プラー５ｂの上流側端部をベース１３の前後方向の中間点まで移動させる。【００６５】
上記した上流側のプラー５ａおよび下流側のプラー５ｂの動作が第１移動工程となる。この第１移動工程の上流側プラー５ａの動作により、含浸処理部３の絞り隙間および成形金型４の成形隙間に未硬化の熱硬化性樹脂液を含浸させた新たな炭素繊維織物が挿入して、張力を与えられながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜かれる。【００６６】
第１移動工程に続いて、第２移動工程を行なう。まず、図６に例示するように下流側のプラー５ｂの上保持型１１を下方移動させて、上下一対の保持型１１、１２の内面で硬化させた中間成形体１５の表面を環状に覆うように、その表面に上下一対の保持型１１、１２の内面を当接させるとともに、硬化させた把持部２３、２３をこの上下一対の保持型１１、１２によって挟んで圧縮した状態にする。このとき、この中間成形体１５の中空になる部分の表面は、上下一対の保持型１１、１２の内面が軽く接触している程度であり、実質的に圧力を受けていない状態になっている。この状態でプラー５ｂを所定長さ下流側に移動させる。例えば、プラー５ｂの下流側端部をベース１３の前後方向の端部まで移動させる。【００６７】
また、下流側のプラー５ｂが上記のように移動する際には、上流側のプラー５ａに装着した上保持型１１を上方移動させて、このプラー５ａの上下一対の保持型１１、１２で硬化させた把持部２３、２３を挟まない状態にしておく。そして、この状態でプラー５ａを所定長さ上流側に移動させる。例えば、プラー５ｂの上流側端部をベース１３の前後方向の端部まで移動させる。【００６８】
上記した上流側のプラー５ａおよび下流側のプラー５ｂの動作が第２移動工程となる。この第２移動工程の下流側プラー５ｂの動作により、含浸処理部３の絞り隙間および成形金型４の成形隙間に、未硬化の熱硬化性樹脂液を含浸させた新たな炭素繊維織物が挿入して、張力を与えられながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜かれる。この時の引抜き速度は、例えば、０．２ｍ／分〜０．５ｍ／分程度である。【００６９】
この第１移動工程と第２移動工程とを交互に行ない、含浸処理部３の絞り隙間および成形金型４の成形隙間に、未硬化の熱硬化性樹脂液を含浸させた新たな炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜く。【００７０】
このように成形金型４の成形隙間を通過するように引き抜かれて成形し、硬化させた中間成形体１５は、順次、下流側に搬送され、引抜き装置５による第１移動工程および第２移動工程を経て、加熱炉１６に搬送される。加熱炉１６は特に限定されるものではなく、公知のものをいずれも使用することができる。加熱炉１６では、成形金型４で硬化させた中間成形体１５を再加熱して仕上処理を行い、中間成形体１５の硬化をほぼ完結させると共に、内部の歪みを除去して形態を安定化させる。【００７１】
仕上処理された中間成形体１５は順次下流側に搬送されて、切断機１７により所定長さに切断されて、搬送コンベアにより搬出される。所定長さに切断された中間成形体１５は、天板２０となり長手方向両端部に封止蓋が装着される。【００７２】
本発明では、筒状の中間成形体１５を成形する際に、その幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部２３、２３を一体的に形成している。そのため、引抜き装置５のプラー５ａ、５ｂに装着された上下一対の保持型１１、１２によって、硬化させた把持部２３、２３を強固に挟むことができる。これにより、硬化させた中間成形体１５の中空になる部分には過大な圧力をかけることなく、中実の把持部２３、２３のみを十分に大きな圧力で保持して引抜き作業を行なうことが可能になる。【００７３】
それ故、中間成形体１５の中空になる部分は、上下一対の保持型１１、１２に挟まれて保持される際の強度を考慮する必要がなくなり、中間成形体１５、ひいては天板２０の壁厚を最小限にすることができる。したがって、製造した天板２０をＣＴや一般のＸ線撮影用の天板として用いる場合には、Ｘ線の透過損失を低減させることができる。これにより、精密な画像データを得ることができ、一段と精密で鮮明な画像撮影が可能になる。【００７４】
含浸処理部３の絞り隙間や成形金型４の成形隙間では、挿通させる部材に内在するエアのエア抜きも行なうので、挿通させる部材を絞り込むように引抜きを行なう。そのため、引抜き作業にはある程度大きな引抜き力が必要になるが、本発明によれば、硬化させた把持部２３、２３を上下一対の保持型１１、１２によって、大きな圧力で挟んで圧縮保持することができるので、引抜き力を従来に比して大きくすることが可能になり、引抜き作業が容易になる。これに伴ない、炭素繊維織物の経糸の真直度Ｒを９０％以上に向上させ易くなり、製造した天板２０の強度の向上にも寄与する。【００７５】
上下一対の保持型１１、１２によって、把持部２３を強固に安定して挟んで圧縮するために、中間成形体１５（天板２０）の幅方向両端部に形成する中実部分の幅方向長さは、中間成形体１５（天板２０）の幅の１．０％以上８．０％以下にすることが好ましく、より好ましくは１．０％以上６．５％以下にする。【００７６】
また、プラー５ａ、５ｂに装着された上下一対の保持型１１、１２を当接させて組み合わせた際に、上下一対の保持型１１、１２の内面により形成される空間のうち、幅方向両端部の空間（把持部２３、２３に相当する空間）の高さ寸法を、硬化させた把持部２３、２３の厚さの８０％〜９９％程度に設定するとよい。これにより、硬化させた中間成形体１５の中空になる部分には過大な圧力をかけることなく、中実の把持部２３、２３のみを確実に大きな圧力で保持し易くなる。【００７７】
図９に本発明の筒状体の別の実施形態を例示する。この実施形態は、図７、図８に例示した実施形態と幅方向両端部の仕様のみ異なり、その他の仕様は同じなので、相違点のみを説明する。【００７８】
この実施形態では、図７、図８の天板２０の幅方向両端部を切断装置で切断加工して把持部２３を除去したものである。即ち、引抜き装置５のプラー５ａ、５ｂに装着された上下一対の保持型１１、１２により挟まれて圧縮された状態で中間成形体１５を下流側に移動させた後に、上下一対の保持型１１、１２により挟まれた把持部２３、２３を切断したものである。【００７９】
この切断加工により天板２０の両端部の中実部分の長さＷ２は、２ｍｍ〜７ｍｍ程度になっている。したがって、ＣＴ用の天板２０として使用する場合には、アーチファクトの悪影響が低減するというメリットがある。【００８０】
アーチファクトとは、天板２０の上の被撮影者を外周側から周方向全周にわたって撮影する際に、周方向位置の違いによって直進するＸ線が通過する天板２０（表板２１および裏板２２）の総厚２０の厚さが異なることに起因して生じる現象である。即ち、直進するＸ線が通過する天板２０（表板２１および裏板２２）の総厚が大きくなる周方向位置では、Ｘ線の透過損失が大きくなって天板２０の一部が虚像として画像撮影される。そのため、天板２０の幅方向端部に把持部２３のような中実部分があると、ある周方向位置では、Ｘ線の透過損失が大きくなるので、虚像が画像撮影され易くなり、精密な画像撮影が困難になる。【００８１】
図９の天板２０によれば、アーチファクトの悪影響が低減するが、炭素繊維織物の緯糸が分断されるので、天板２０の強度が幾分低下する。そこで、図１０に例示するように、把持部２３を切断加工した部分を、後付けの繊維強化樹脂製の補強材２３ａにより補強することもできる。補強材２３ａは、天板２０に使用している同仕様の繊維強化樹脂にすることもでき、異なる仕様の繊維強化樹脂にすることもできる。【００８２】
補強材２３ａの厚さは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であり、把持部２３の切断幅よりも小さくする。これにより、天板２０の強度を向上させつつ、アーチファクトによる悪影響を低減することができる。【００８３】
ＣＴ用の天板２０の場合には、サイズの制約が大きいため、図９、図１０の実施形態は非常に有益である。【００８４】
本発明の筒状体としては、ＣＴや一般のＸ線撮影用の天板の他に、Ｘ線撮影に際して人体を透過したＸ線を感知するフィルムを収容する収容ケースなどを例示できる。このフィルムには、Ｘ線を感知する素子が配置されており、その素子の感知データに基づいて画像データが作製されてモニターにＸ線撮影画像が表示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月1日(2011.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形金型を直線状に貫通する空間に中子を挿入し、この成形金型と中子との間に形成した筒状の成形隙間に、少なくとも経糸が炭素繊維である未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くことにより、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体を成形して加熱硬化させ、この硬化させた中間成形体を順次下流側に搬送して所定長さに切断することにより筒状体を製造し、その筒状体の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒを９０％以上にする繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法であって、
前記中間成形体を成形する際に、中間成形体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を一体的に形成し、前記硬化させた中間成形体の表面を覆うように、上下一対の保持型の内面をこの中間成形体の表面に当接させるとともに、硬化させた前記把持部をこの上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして、この上下一対の保持型を所定長さ下流側に移動させることにより、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜くようにする繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項２】
硬化させた前記把持部を上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させた後、この上下一対の保持型により挟んだ把持部を切断する請求項１に記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項３】
前記把持部を切断した部分を、繊維強化樹脂製の補強材により補強する請求項２に記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項４】
前記上下一対の保持型を、前記中間成形体の移動方向に間隔をあけて２つ配列し、上流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態で所定長さ下流側に移動させるとともに、下流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第１移動工程と、第１移動工程に続いて、下流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させるとともに、上流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第２移動工程と、を交互に行なって、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くようにする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【請求項５】
前記成形隙間に挿通する直前の前記炭素繊維織物の張力を５Ｎ／ｍｍ2 以上９８０Ｎ／ｍｍ2 以下にする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法に関し、さらに詳しくは、成形中間体を成形する際の引抜き作業を容易にするとともに、壁厚の増大を抑えつつ強度を向上することができる繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線撮影用天板として繊維強化樹脂製の筒状体が用いられている。このような筒状体を製造するには、成形金型に中子を挿入し、成形金型と中子との間に形成した筒状の成形隙間に、未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くことにより、筒状の中間成形体を成形して加熱硬化させた後、硬化させた中間成形体を順次下流側に搬送して所定長さに切断している（特許文献１参照）。
【０００３】
この製造工程では、硬化させた中間成形体を上下から挟んで保持した状態で引抜き作業を行なっている。未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を成形金型を挿通させて引き抜く際には、ある程度大きな引抜き力が必要になり、これに相応するように中間成形体を上下から挟んだ状態で保持する必要がある。
【０００４】
中間成形体は中空形状なので、引抜き作業の際に、挟んで保持する圧力によって変形し易くなる。この変形を防止するために、中間成形体の中空になる部分の壁厚を増大させる必要があり、製造した繊維強化樹脂製の筒状体は、実際に必要とされる以上の壁厚を有する仕様になるという問題があった。
【０００５】
例えば、製造した筒状体をＣＴや一般のＸ線撮影用の天板として用いる場合には、壁厚が必要以上に厚くなるので、Ｘ線透過損失が増大して精密な画像データを得られなくなるという問題が生じる。また、中間成形体を挟んで保持する圧力が小さければ、引抜き力を大きくすることができないので引抜き作業が困難になり、また、繊維強化樹脂の経糸の真直度Ｒを向上させにくくなり、製造した筒状体の強度を向上させるには不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１９９３６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、成形中間体を成形する際の引抜き作業を容易にするとともに、壁厚の増大を抑えつつ強度を向上することができる繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法は、成形金型を直線状に貫通する空間に中子を挿入し、この成形金型と中子との間に形成した筒状の成形隙間に、少なくとも経糸が炭素繊維である未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くことにより、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体を成形して加熱硬化させ、この硬化させた中間成形体を順次下流側に搬送して所定長さに切断することにより筒状体を製造し、その筒状体の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒを９０％以上にする繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法であって、前記中間成形体を成形する際に、中間成形体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部を一体的に形成し、前記硬化させた中間成形体の表面を覆うように、上下一対の保持型の内面をこの中間成形体の表面に当接させるとともに、硬化させた前記把持部をこの上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして、この上下一対の保持型を所定長さ下流側に移動させることにより、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜くようにすることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、硬化させた前記把持部を上下一対の保持型により挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させた後、この上下一対の保持型により挟んだ把持部を切断することもできる。前記把持部を切断した部分を、繊維強化樹脂製の補強材により補強することもできる。前記上下一対の保持型を、前記中間成形体の移動方向に間隔をあけて２つ配列し、上流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態で所定長さ下流側に移動させるとともに、下流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第１移動工程と、第１移動工程に続いて下流側の上下一対の保持型により前記中間成形体の硬化させた把持部を挟んで圧縮した状態にして所定長さ下流側に移動させるとともに、上流側の上下一対の保持型を前記中間成形体の硬化させた把持部を挟まない状態で所定長さ上流側に移動させる第２移動工程と、を交互に行なって、前記成形隙間に、新たな前記炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜くこともできる。前記成形隙間に挿通する直前の前記炭素繊維織物の張力は、例えば、５Ｎ／ｍｍ2 以上９８０Ｎ／ｍｍ2 以下にする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体の幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する把持部を一体的に形成し、この把持部を中実にしたので、上下一対の保持型によって硬化させた把持部を強固に挟むことができる。これにより、硬化させた中間成形体の中空になる部分には過大な圧力をかけることなく、中実の把持部のみを十分に大きな圧力で保持して引抜き作業を行なうことができなる。
【００１１】
したがって、中間成形体の中空になる部分は、上下一対の保持型に挟まれて保持される際の強度を考慮する必要がなくなり、壁厚を最小限にすることができる。これに伴なって、製造した筒状体をＣＴや一般のＸ線撮影用の天板等に用いる場合には、Ｘ線の透過損失を低減させることができ、より精密な画像データを得ることが可能になる。
【００１２】
また、硬化させた把持部を大きな圧力で挟んで圧縮保持することができるので、引抜き力を従来に比して大きくすることができ、引抜き作業が容易になる。これに伴ない、炭素繊維織物の経糸の真直度Ｒを９０％以上に向上させ易くなるので、製造した筒状体の強度の向上にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の繊維強化樹脂製の筒状体の製造工程を例示する全体概要図である。
【図２】図１の引抜き装置を例示する側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２の引抜き装置による引抜き作業（第１移動工程）を例示する側面図である。
【図６】図２の引抜き装置による引抜き作業（第２移動工程）を例示する側面図である。
【図７】本発明により製造される筒状体を例示する断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】本発明により製造される別の筒状体を例示する断面図である。
【図１０】本発明により製造される別の筒状体を例示する断面図である。
【図１１】本発明で規定する縦糸の真直度Ｒの測定方法の説明図である。
【図１２】本発明により製造される筒状体の表板および裏板の構造を例示する断面図である。
【図１３】本発明により製造される筒状体の表板および裏板の他の構造を例示する断面図である。
【図１４】本発明により製造される筒状体の構造を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の繊維強化樹脂製の筒状体の製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。実施形態では、筒状体がＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）や一般のＸ線撮影に用いる天板である場合を例にして説明する。
【００１５】
図７、図８に例示するように、本発明により製造される天板（筒状体）２０は繊維強化樹脂製であり、長尺状の表板２１と裏板２２とを間隔をあけて対置するとともに、互いの幅方向両端部どうしを連結した中空形状になっている。表板２１および裏板２２が、少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物を主補強材とする繊維強化樹脂で構成され、かつ経糸が表板２１および裏板２２の長手方向にそれぞれ平行に直線状に配列されている。そして、天板２０の幅方向中心を通る中心線ＣＬを基準に規定した経糸の真直度Ｒが９０％以上になっている。図８では、経糸を実線、緯糸を破線によって模式的に示している。
【００１６】
本発明において、真直度Ｒとは、下記の測定方法で天板２０の片面当たり１０か所について測定計算した値の総和平均値をいう。
【００１７】
すなわち、天板２０の表板２１および裏板２２のそれぞれについて幅方向に１０等分した各帯域において、それぞれ幅方向の中心であると共に長手方向の中心位置において、図１１に示すように、筒状体２０の幅方向中心を通る中心線を基準線ＣＬとしたとき、この基準線ＣＬと平行な長さ１ｍの２本の直線Ｓ１、Ｓ２を４０ｍｍの間隔に引くと共に、この直線Ｓ１、Ｓ２の両端部どうしを短線Ｔ１、Ｔ２で結んだ細長い矩形Ａを切り出す。
【００１８】
次いで、このようにして切り出した大きさ１ｍ×４０ｍｍの各帯域の矩形Ａの切片（合計１０個）について、それぞれ燃焼して樹脂分を除去した後、両端の短線Ｔ１、Ｔ２のうちいずれか一方（例えばＴ１）をクランプし、非クランプ部分で非拘束状態になっている炭素繊維束を振り落とす。次いで、クランプ部分に拘束された炭素繊維束（経糸）の本数Ｎ１と、反対側の短線（Ｔ２）の部分に残存している炭素繊維束（経糸）の本数Ｎ２とを数え、このＮ１とＮ２から次式で定義される真直度を算出する。
（Ｎ２／Ｎ１）×１００（％）
【００１９】
この測定と計算を上記１０個の切片について行い、その１０個の真直度の総和平均値を本発明における真直度Ｒとする。
【００２０】
この天板２０は幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部２３を有し、この把持部２３が繊維強化樹脂によって一体的に形成されている。把持部２３が形成されることにより、天板２０の幅方向両端部に幅方向長さＷ１が５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の中実部分が形成されている。この中実部分の厚さＴは、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
【００２１】
天板２０は平面視が矩形状に形成されるが、ＣＴやＸ線撮影用として用いる場合は、長手方向に直交する横断面形状は人体を安定状態に載せるため弧状に湾曲させた偏平な筒形状にすることが好ましい。天板２０の大きさは平面視で一般的に長手方向が１９０〜３５０ｃｍ、幅方向が３５〜５０ｃｍの範囲である。
【００２２】
この天板２０の長手方向に直交する横断面は、表板２１および裏板２２とも上方側が凹状の弧状に湾曲し、かつ互いの幅方向両端部どうしを連結した三日月形になっている。また、天板２０の長手方向の両端部には封止蓋が装着される。
【００２３】
表板２１と裏板２２とは、図１２に示すように、それぞれ経糸が実質的無撚り（撚数が５Ｔ／ｍ以下）の炭素繊維束からなる２枚のすだれ織物２４、２４の間に、経糸と緯糸が共に炭素繊維束からなる完全炭素繊維織物２５を挿入し、かつこれら織物に熱硬化性樹脂が含浸した状態で加熱硬化させた繊維強化樹脂から構成されている。すだれ織物２４の経糸と完全炭素繊維織物２５の経糸とは、それぞれ表板２１および裏板２２の長手方向に平行に配列されており、その真直度Ｒが９０％以上になっている。
【００２４】
表板２１および裏板２２を構成する繊維強化樹脂は、図１２の積層構造に限定されるものではなく、図１３のような形態であってもよい。図１３の形態では、図１２の炭素繊維織物の積層構造の最外層の表面に、一方向性炭素繊維シート２６を積層したものである。一方向性炭素繊維シート２６は緯糸を持たないため、平面性や平滑性に優れており、最外側に配置されることにより天板２０の外観を良好にすることができる。
【００２５】
本発明により製造される天板２０は、完全炭素繊維織物２５を、図１４に示すような配置にしたものであってもよい。図１４では、裏板２２の２枚のすだれ織物２４、２４の間に１枚の完全炭素繊維織物２５を挿入するように構成している。その完全炭素繊維織物２５は幅が裏板２２の幅よりも広幅にしてあり、その広幅の両端部２５ｅ、２５ｅを、それぞれ表板２１側へ折り返すようにしている。その表板２１では、完全炭素繊維織物２５の両端部２５ｅ、２５ｅは、２枚のすだれ織物２４、２４の間に挟まれた状態で互いにオーバラップしている。また、表板２１および裏板２２とも、最外層に一方向性炭素繊維シート２６を積層している。
【００２６】
図１４の天板２０では、完全炭素繊維織物２５が挿入されていることによって形状安定性が向上し、ソリや曲がりを発生しにくくなる。さらに、この完全炭素繊維織物２５の両端部２５ｅ、２５ｅが裏板２２と表板２１との間に跨がるように折り返されているため、天板２０の剛性が向上している。また、最外層に一方向性炭素繊維シート２６を配置されていることで、外観性が向上している。
【００２７】
本発明により製造される天板２０は、上記の真直度Ｒが９０％以上、好ましくは９５％以上であることにより、主補強材として使用される炭素繊維織物における経糸の強力利用率を向上することができ、その結果、炭素繊維の使用量を少なくしながら天板２０の強度や剛性（特に曲げ剛性）を向上することができる。また、ソリやねじれが低減し、寸法精度に優れた天板２０を得ることができる。さらに、繊維強化樹脂中の炭素繊維の繊維含有率を、従来の手貼り天板では達成不可能であった６０容量％以上にすることが可能になり、天板２０の強度や剛性の向上のみならず、天板２０のＸ線透過率が向上して撮影映像を鮮明にすることがきる。
【００２８】
本発明に使用される炭素繊維織物には、少なくとも経糸が炭素繊維からなる織物が使用されるが、その経糸の炭素繊維束は実質的無撚りであることが好ましい。
【００２９】
本発明に使用される炭素繊維織物は、すだれ織物２４であることが好ましい。すだれ織物２４は、経糸密度に比較して緯糸密度を著しく粗にしてあることが特徴であり、経糸密度を５本／ｃｍ以上にするのに対して、緯糸密度が１本／ｃｍ以下、さらに好ましくは０．２〜０．５本／ｃｍの範囲のものを使用するのがよい。緯糸密度が１本／ｃｍよりも多いと、緯糸との交差によって経糸に形成される単位長さ当たりのクリンプ数（波形の屈曲数）が増大し、経糸の強力利用率が低下する。また、０．２本／ｃｍよりも少ないと、経糸相互間に生ずるクラックの防止作用が低減したり、経糸に対する均一配列効果（均一分散効果）が低減したりする。
【００３０】
すだれ織物２４に用いられる緯糸には、経糸と同じ炭素繊維を使用してもよく、好ましくは有機繊維を使うのがよい。すなわち、本発明で使用するすだれ織物２４における緯糸は、互いに隣接する経糸相互間にクラックを生じないように抑制し、かつそのクラックが伝播成長しないように抑制することにより、炭素繊維織物の補強機能を維持させるためのものであるので、高強度、高弾性率でなくてもよいからである。緯糸に用いる有機繊維としては、特に限定されないが、例えばポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等を使用することができる。
【００３１】
すだれ織物２４の緯糸に有機繊維を使用する場合は、その繊度は５０〜３５０ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。繊度が３５０ｄｔｅｘよりも大きいと、経糸の炭素繊維に大きなクリンプを形成させるため、強力利用率を低下させる。また、５０ｄｔｅｘよりも小さいと、経糸に対するクラックの抑制作用や経糸の均一分散性付与効果が低減する。
【００３２】
炭素繊維織物としてすだれ織物２４を使用する場合、複数枚を積層して使用することが好ましい。また、複数枚のすだれ織物２４を積層する場合、任意の２枚のすだれ織物２４の間に、経糸と緯糸の両方が炭素繊維からなる少なくとも１枚の完全炭素繊維織物２５を挿入するとよい。この完全炭素繊維織物２５を挿入することにより、天板２０の形状安定性が向上し、ねじれやソリの発生を抑制することができる。
【００３３】
また、上記のようにすだれ織物２４の間に挿入配置する完全炭素繊維織物２５は、表板２１と裏板２２の幅方向両端部を跨いで両板間に連続するように配置することが好ましい。このように表板２１と裏板２２に跨がるように配置することにより、天板２０の剛性が増大し、形状安定性を向上することができる。また、このように完全炭素繊維織物２５を挿入する場合、表板２１および裏板２２の一方に、その板幅よりも広幅の完全炭素繊維織物２５を他方の板側に挿入し、この一方の板の両側に延長する両端部を、他方の板側へ折り返して重ね合わせた構造にするとよい。
【００３４】
すだれ織物２４に併用して使用する完全炭素繊維織物２５は、経糸と緯糸の両方が炭素繊維束からなるものであれば、特に構造は限定されない。また、その経糸密度及び緯糸密度は、共に５本／ｃｍ以上であればよい。
【００３５】
炭素繊維織物を複数層積層する場合、特にすだれ織物２４を複数層積層するようにした場合には、その最外層の表面に一方向性炭素繊維シート２６を積層するようにするとよい。一方向性炭素繊維シート２６は、主として外観向上を目的とするので、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の有機繊維からなる不織布や紙であってもよい。
【００３６】
炭素繊維織物、一方向性炭素繊維シート２６、有機繊維の不織布や紙には、樹脂を含浸させることにより繊維強化樹脂にする。その樹脂には、熱硬化性樹脂が好ましく使用される。本発明の場合には、上述したように炭素繊維織物における経糸の強力利用率が向上しているため、エポキシ樹脂の他に不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂なども使用することができる。
【００３７】
不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、エポキシ樹脂に比べて難燃性の付与を容易に行うことができる。また、不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、エポキシ樹脂に比べて低収縮性にすることが容易であるため、一層寸法安定性に優れた天板を得ることができる。
【００３８】
以下、本発明の製造方法を用いて、図７、図８に例示した天板（筒状体）２０を製造する方法を説明する。本発明の製造方法は、引抜き成形を用いるものであり、天板２０を効率よく、かつ連続的に製造することができる。
【００３９】
図１に例示するように、製造工程ではクリールスタンドに複数の補強シートのロール１８が支持されて、クリールスタンドの支持軸にはブレーキが取りつけられている。これにより各ロール１８から引き出される補強シートに制動力が付与されるようになっている。
【００４０】
２つのロール１８群のうち一方のロール１８群（図１の下側）は表板２１を形成するための補強シート群を配置したもので、炭素繊維のすだれ織物２４を巻いたロール１８が２個と、一方向炭素繊維シート２６を巻いたロール１８が１個それぞれ配置されている。すだれ織物２４及び一方向炭素繊維シート２６は、共に表板２１と略同一幅に形成されている。また、すだれ織物２４は経糸が実質的無撚りの炭素繊維束であり、緯糸にポリアミド繊維等の有機繊維が使用され、その緯糸密度は１本／ｃｍ以下になっている。
【００４１】
他方のロール１８群（図１の上側）は、裏板２２を形成するための補強シート群を配置したもので、炭素繊維のすだれ織物２４を巻いたロール１８が２個と、完全炭素繊維織物２５を巻いたロール１８が１個と、一方向炭素繊維シート２６を巻いたロール１８が１個それぞれ配置されている。すだれ織物２４は、一方のロール１８群にセットされているものと同じ構成からなる。また、すだれ織物２４と一方向炭素繊維シート２６とは裏板２２と同一幅に形成されているが、完全炭素繊維織物２５は裏板２２よりも幅が２倍以上の広幅に形成されている。
【００４２】
それぞれのロール１８群の下流側には、未硬化の熱硬化性樹脂液を満たした樹脂液槽２、２が配置されている。これら樹脂液槽２、２の下流側に、含浸処理部３、成形金型４、引抜き装置５、加熱炉１６、切断機１７、搬送コンベアが順に設置されている。
【００４３】
中子４ａは断面が三日月状に形成された長尺体であり、長手方向一端側がシリンダ１９に連結されている。シリンダ１９の稼働によって中子４ａは上流側および下流側に水平進退移動するように構成されている。
【００４４】
まず、樹脂液槽２、２に、引抜き装置５の引抜き作業によって、それぞれのロール１８群からブレーキを与えながら引き出したすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の補強シート群を通過させて、未硬化の熱硬化性樹脂液を付与する。
【００４５】
次に、一方のロール１８群側のすだれ織物２４が、ガイド１４ａを介して中子４ａの表面（図１では下側面）に沿わされる。次いで、他方のロール１８群側から引き出された幅広の完全炭素繊維織物２５が、その両端部を折り返しガイド１４ｃによって下側に折り返されながら、ガイド１４ｂを介して、最初に中子４ａの表面（図１の下側面）に沿わされた上記すだれ織物２４の表面に折り重ねられる。
【００４６】
次に、含浸処理部３の入口において、一方のロール１８群側のすだれ織物２４と一方向炭素繊維シート２６とが、すだれ織物２４側を内側にして上記完全炭素繊維織物２５の折り返し部の上に積層される。また、他方のロール１８群側のすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の補強シート群が、中子４ａの反対側（図１では上面側）に沿わされる。
【００４７】
含浸処理部３は、上型と下型とから構成され、その内側に断面三日月状の空間が前後に直線状に貫通している。その空間に中子４ａが貫通することにより、中子４ａの周囲に環状の絞り隙間が形成される。この絞り隙間の隙間幅は、下流側の成形金型４の成形隙間の隙間幅よりもやや広幅に形成されている。
【００４８】
含浸処理部３は、樹脂液槽２、２で樹脂液を付着したすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を中子４ａの表面に沿わせて絞り隙間を通過させる際に、樹脂液をそれぞれの内部に含浸させる。そして、含浸処理部３の出口側において、すだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を、断面三日月状の積層状態にプリフォームにする。このプリフォームでは、すだれ織物２４及び完全炭素繊維織物２５がそれぞれ緯糸を有するため、これら緯糸が経糸群に対して横ずれ抵抗を与え幅方向に均一分布させながら、引抜き装置５の引抜き作業によって長手方向に平行に引き揃えた状態にする。
【００４９】
成形金型４は、含浸処理部３と同様に上型４と下型とから構成され、その内側に断面三日月状の空間が前後に直線状に貫通すると共に、加熱手段（ヒータ）を内蔵している。この空間に中子４ａが貫通することにより、中子４ａの周囲に環状の成形隙間が形成される。中子４ａは成形金型４を貫通して、その先端は成形金型４の下流側端面をやや越えた位置まで達している。
【００５０】
成形金型４では、断面三日月状にプリフォームされたすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の積層体を、中子４ａに沿わせるように成形隙間に通し、かつ引抜き装置５によって引き抜くと共に、ヒータで加熱硬化することにより、図３、図４に示すような断面三日月状の偏平筒状の中間成形体１５に成形する。
【００５１】
このように、成形金型４の成形隙間に、少なくとも経糸が炭素繊維である未硬化樹脂を含浸させた長尺の炭素繊維織物を挿通させ、張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜く。これにより、表板と裏板とを間隔をあけて対置するとともに互いの幅方向両端部どうしを連結した筒状の中間成形体１５を成形して加熱硬化させる。この中間成形体１５の幅方向両端部には、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する把持部２３、２３が一体的に形成される。
【００５２】
この成形加工をするときに、成形隙間に挿通する直前の炭素繊維織物の張力を５Ｎ／ｍｍ2 以上９８０Ｎ／ｍｍ2 以下にするとよい。即ち、成形金型４の入口側におけるすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６の張力を５〜９８０Ｎ／ｍｍ2 、好ましくは１０〜４９０Ｎ／ｍｍ2 以下、さらに好ましくは１０〜３００Ｎ／ｍｍ2 以下にするとよい。このような張力の付与により、含浸処理部３と成形金型４との間で、含浸処理部３で断面三日月状にプリフォームされたすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６内の炭素繊維束を真っ直ぐに引き揃え、天板２０にしたときの縦糸の真直度Ｒを９０％以上にすることができる。
【００５３】
すだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を含浸処理部３や成形金型４に最初にセットするときは、中子４ａを成形金型４および含浸処理部３から上流側へ引抜いた状態にし、これらを貫通する空間にすだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６を通した後に中子４ａを挿入すれば、簡単にセットすることができる。
【００５４】
引抜き装置５は、硬化させた中間成形体１５を連続的に引っ張るためのものであり、その引抜き作業によって成形金型４の上流側ですだれ織物２４、完全炭素繊維織物２５、一方向炭素繊維シート２６に高い張力を発生させ、長手方向に延長する経糸などを真っ直ぐに引き揃えるようにする。
【００５５】
図２〜図４に例示するように引抜き装置５は、中間成形体１５の移動方向に間隔をあけて前後一対のプラー５ａ、５ｂを配列した構成になっている。それぞれのプラー５ａ、５ｂは下プレート１０の底面に移動ローラ１３ａを備え、上流側のプラー５ａは、ベース１３の前後方向の中間点を境に上流側半分の行程を往復移動し、下流側のプラー５ｂは、下流側半分の行程を往復移動するようになっている。
【００５６】
それぞれのプラー５ａ、５ｂは、下プレート１０に４本の支柱８を立設し、それぞれの支柱８の上端には保持プレート７が固定されている。保持プレート７には上下動シリンダ６が取り付けられ、下方に延びるシリンダロッドの先端には上プレート９が接続されている。上プレート９には４本の支柱８が挿通して、上下動シリンダ６の稼動によって上プレート９が上下移動するようになっている。
【００５７】
上プレート９の下面には上保持型１１、下プレート１０の上面には下保持型１２が装着されている。上保持型１１の下面の断面形状は、硬化させた中間成形体１５の裏板側（図３、図４では上面側）の外形とほぼ同じ円弧形状になっている。下保持型１２の上面の断面形状は、硬化させた中間成形体１５の表板側（図３、図４では下面側）の外形とほぼ同じ円弧形状になっている。
【００５８】
この上下一対の保持型１１、１２が、互いの円弧形状の表面を対向させて配置されている。上下動シリンダ６の稼働によって、上保持型１１が下保持型１２に近接するように移動し、また、離反するように移動する。したがって、上保持型１１と下保持型１２とが当接して組み合った際には、上下一対の保持型１１、１２の内面によって、硬化させた中間成形体１５とほぼ同じ断面三日月状の空間が形成される。
【００５９】
引抜き作業を行なう場合には、まず、図５に例示するように上流側のプラー５ａに装着した上保持型１１を下方移動させて、上下一対の保持型１１、１２の内面で硬化させた中間成形体１５の表面を環状に覆うように、その表面に上下一対の保持型１１、１２の内面を当接させるとともに、硬化させた把持部２３、２３をこの上下一対の保持型１１、１２によって挟んで圧縮した状態にする。
【００６０】
このとき、この中間成形体１５の中空になる部分の表面は、上下一対の保持型１１、１２の内面が軽く接触している程度であり、実質的に圧力を受けていない状態になっている。この状態でプラー５ａを所定長さ下流側に移動させる。例えば、プラー５ａの下流側端部をベース１３の前後方向の中間点まで移動させる。
【００６１】
上保持型１１を下方移動させる上下動シリンダ６による圧縮力は、例えば、２２００ｋｇｆ程度であり、この圧縮力を、上保持型１１（下保持型１２）が中間成形体１５に当接する平面視の面積で割って算出した平均圧力は、１２×１０4Ｐａ〜１５×１０4Ｐａ（１．２ｋｇｆ／ｃｍ2〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ2）程度になる。実際は、把持部２３、２３には、他の部分よりも大きな圧力が作用するので、上記平均圧力よりも大きな圧力によって把持部２３、２３は圧縮されることになる。
【００６２】
また、上流側のプラー５ａが上記のように移動する際には、下流側のプラー５ｂに装着した上保持型１１を上方移動させて、このプラー５ｂの上下一対の保持型１１、１２で硬化させた把持部２３、２３を挟まない状態にしておく。そして、この状態でプラー５ｂを所定長さ上流側に移動させる。例えば、プラー５ｂの上流側端部をベース１３の前後方向の中間点まで移動させる。
【００６３】
上記した上流側のプラー５ａおよび下流側のプラー５ｂの動作が第１移動工程となる。この第１移動工程の上流側プラー５ａの動作により、含浸処理部３の絞り隙間および成形金型４の成形隙間に未硬化の熱硬化性樹脂液を含浸させた新たな炭素繊維織物が挿入して、張力を与えられながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜かれる。
【００６４】
第１移動工程に続いて、第２移動工程を行なう。まず、図６に例示するように下流側のプラー５ｂの上保持型１１を下方移動させて、上下一対の保持型１１、１２の内面で硬化させた中間成形体１５の表面を環状に覆うように、その表面に上下一対の保持型１１、１２の内面を当接させるとともに、硬化させた把持部２３、２３をこの上下一対の保持型１１、１２によって挟んで圧縮した状態にする。このとき、この中間成形体１５の中空になる部分の表面は、上下一対の保持型１１、１２の内面が軽く接触している程度であり、実質的に圧力を受けていない状態になっている。この状態でプラー５ｂを所定長さ下流側に移動させる。例えば、プラー５ｂの下流側端部をベース１３の前後方向の端部まで移動させる。
【００６５】
また、下流側のプラー５ｂが上記のように移動する際には、上流側のプラー５ａに装着した上保持型１１を上方移動させて、このプラー５ａの上下一対の保持型１１、１２で硬化させた把持部２３、２３を挟まない状態にしておく。そして、この状態でプラー５ａを所定長さ上流側に移動させる。例えば、プラー５ａの上流側端部をベース１３の前後方向の端部まで移動させる。
【００６６】
上記した上流側のプラー５ａおよび下流側のプラー５ｂの動作が第２移動工程となる。この第２移動工程の下流側プラー５ｂの動作により、含浸処理部３の絞り隙間および成形金型４の成形隙間に、未硬化の熱硬化性樹脂液を含浸させた新たな炭素繊維織物が挿入して、張力を与えられながら上流側から下流側へ所定長さ引き抜かれる。この時の引抜き速度は、例えば、０．２ｍ／分〜０．５ｍ／分程度である。
【００６７】
この第１移動工程と第２移動工程とを交互に行ない、含浸処理部３の絞り隙間および成形金型４の成形隙間に、未硬化の熱硬化性樹脂液を含浸させた新たな炭素繊維織物を挿通させて張力を与えながら上流側から下流側へ順次所定長さ引き抜く。
【００６８】
このように成形金型４の成形隙間を通過するように引き抜かれて成形し、硬化させた中間成形体１５は、順次、下流側に搬送され、引抜き装置５による第１移動工程および第２移動工程を経て、加熱炉１６に搬送される。加熱炉１６は特に限定されるものではなく、公知のものをいずれも使用することができる。加熱炉１６では、成形金型４で硬化させた中間成形体１５を再加熱して仕上処理を行い、中間成形体１５の硬化をほぼ完結させると共に、内部の歪みを除去して形態を安定化させる。
【００６９】
仕上処理された中間成形体１５は順次下流側に搬送されて、切断機１７により所定長さに切断されて、搬送コンベアにより搬出される。所定長さに切断された中間成形体１５は、天板２０となり長手方向両端部に封止蓋が装着される。
【００７０】
本発明では、筒状の中間成形体１５を成形する際に、その幅方向両端部に、幅方向外側に突出するとともに長手方向に連続する中実の把持部２３、２３を一体的に形成している。そのため、引抜き装置５のプラー５ａ、５ｂに装着された上下一対の保持型１１、１２によって、硬化させた把持部２３、２３を強固に挟むことができる。これにより、硬化させた中間成形体１５の中空になる部分には過大な圧力をかけることなく、中実の把持部２３、２３のみを十分に大きな圧力で保持して引抜き作業を行なうことが可能になる。
【００７１】
それ故、中間成形体１５の中空になる部分は、上下一対の保持型１１、１２に挟まれて保持される際の強度を考慮する必要がなくなり、中間成形体１５、ひいては天板２０の壁厚を最小限にすることができる。したがって、製造した天板２０をＣＴや一般のＸ線撮影用の天板として用いる場合には、Ｘ線の透過損失を低減させることができる。これにより、精密な画像データを得ることができ、一段と精密で鮮明な画像撮影が可能になる。
【００７２】
含浸処理部３の絞り隙間や成形金型４の成形隙間では、挿通させる部材に内在するエアのエア抜きも行なうので、挿通させる部材を絞り込むように引抜きを行なう。そのため、引抜き作業にはある程度大きな引抜き力が必要になるが、本発明によれば、硬化させた把持部２３、２３を上下一対の保持型１１、１２によって、大きな圧力で挟んで圧縮保持することができるので、引抜き力を従来に比して大きくすることが可能になり、引抜き作業が容易になる。これに伴ない、炭素繊維織物の経糸の真直度Ｒを９０％以上に向上させ易くなり、製造した天板２０の強度の向上にも寄与する。
【００７３】
上下一対の保持型１１、１２によって、把持部２３を強固に安定して挟んで圧縮するために、中間成形体１５（天板２０）の幅方向両端部に形成する中実部分の幅方向長さは、中間成形体１５（天板２０）の幅の１．０％以上８．０％以下にすることが好ましく、より好ましくは１．０％以上６．５％以下にする。
【００７４】
また、プラー５ａ、５ｂに装着された上下一対の保持型１１、１２を当接させて組み合わせた際に、上下一対の保持型１１、１２の内面により形成される空間のうち、幅方向両端部の空間（把持部２３、２３に相当する空間）の高さ寸法を、硬化させた把持部２３、２３の厚さの８０％〜９９％程度に設定するとよい。これにより、硬化させた中間成形体１５の中空になる部分には過大な圧力をかけることなく、中実の把持部２３、２３のみを確実に大きな圧力で保持し易くなる。
【００７５】
図９に本発明により製造される別の筒状体を例示する。この筒状体は、図７、図８に例示した筒状体と幅方向両端部の仕様のみ異なり、その他の仕様は同じなので、相違点のみを説明する。
【００７６】
この筒状体では、図７、図８の天板２０の幅方向両端部を切断装置で切断加工して把持部２３を除去したものである。即ち、引抜き装置５のプラー５ａ、５ｂに装着された上下一対の保持型１１、１２により挟まれて圧縮された状態で中間成形体１５を下流側に移動させた後に、上下一対の保持型１１、１２により挟まれた把持部２３、２３を切断したものである。
【００７７】
この切断加工により天板２０の両端部の中実部分の長さＷ２は、２ｍｍ〜７ｍｍ程度になっている。したがって、ＣＴ用の天板２０として使用する場合には、アーチファクトの悪影響が低減するというメリットがある。
【００７８】
アーチファクトとは、天板２０の上の被撮影者を外周側から周方向全周にわたって撮影する際に、周方向位置の違いによって直進するＸ線が通過する天板２０（表板２１および裏板２２）の総厚２０の厚さが異なることに起因して生じる現象である。即ち、直進するＸ線が通過する天板２０（表板２１および裏板２２）の総厚が大きくなる周方向位置では、Ｘ線の透過損失が大きくなって天板２０の一部が虚像として画像撮影される。そのため、天板２０の幅方向端部に把持部２３のような中実部分があると、ある周方向位置では、Ｘ線の透過損失が大きくなるので、虚像が画像撮影され易くなり、精密な画像撮影が困難になる。
【００７９】
図９の天板２０によれば、アーチファクトの悪影響が低減するが、炭素繊維織物の緯糸が分断されるので、天板２０の強度が幾分低下する。そこで、図１０に例示するように、把持部２３を切断加工した部分を、後付けの繊維強化樹脂製の補強材２３ａにより補強することもできる。補強材２３ａは、天板２０に使用している同仕様の繊維強化樹脂にすることもでき、異なる仕様の繊維強化樹脂にすることもできる。
【００８０】
補強材２３ａの厚さは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であり、把持部２３の切断幅よりも小さくする。これにより、天板２０の強度を向上させつつ、アーチファクトによる悪影響を低減することができる。
【００８１】
ＣＴ用の天板２０の場合には、サイズの制約が大きいため、図９、図１０の実施形態は非常に有益である。
【００８２】
本発明により製造される筒状体としては、ＣＴや一般のＸ線撮影用の天板の他に、Ｘ線撮影に際して人体を透過したＸ線を感知するフィルムを収容する収容ケースなどを例示できる。このフィルムには、Ｘ線を感知する素子が配置されており、その素子の感知データに基づいて画像データが作製されてモニターにＸ線撮影画像が表示される。
【符号の説明】
【００８３】
１  製造装置
２  樹脂液槽
４  成形金型
４ａ  中子
５  引抜き装置
５ａ、５ｂ  プラー
６  上下動シリンダ
１１  上保持型
１２  下保持型
１５  中間成形体
１６  加熱炉
１７  切断機
２０  天板（筒状体）
２１  表板
２２  裏板
２３  把持部
２３ａ  補強材
２４   すだれ織物
２５   完全炭素繊維織物
２６   一方向性炭素繊維シート
【国際調査報告】
2010089863.tif 000017
2010089863.tif 000018
2010089863.tif 000019
2010089863.tif 000020