(57)【要約】【課題】繊維強化樹脂層の繊維体積含有率が高くなるのを抑制するとともに、繊維強化樹脂層内にボイドが発生するのを抑制することが可能なタンクの製造方法を提供する。【解決手段】高圧タンク１０の製造方法は、熱硬化性樹脂が含浸された導電性の繊維束Ｆがライナー１１に巻回されることにより形成された補強層１４を含む高圧タンク１０の製造方法であって、ライナー１１に未硬化の補強層１４が形成されたタンクを準備する工程と、低周波誘導加熱により、未硬化の補強層１４を加熱して熱硬化性樹脂を軟化させる第１加熱工程Ｓ３１と、第１加熱工程Ｓ３１の後に、軟化した補強層１４を高周波誘導加熱により加熱して硬化させる第２加熱工程Ｓ３２と、を含む。【選択図】図２
2020143742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂が含浸された導電性の繊維束がライナーに巻回されることにより形成された繊維強化樹脂層を含むタンクの製造方法であって、
前記ライナーに未硬化の前記繊維強化樹脂層が形成された前記タンクを準備する工程と、
低周波誘導加熱により、前記未硬化の繊維強化樹脂層を加熱して前記熱硬化性樹脂を軟化させる第１加熱工程と、
前記第１加熱工程の後に、軟化した前記繊維強化樹脂層を高周波誘導加熱により加熱して硬化させる第２加熱工程と、
を含むことを特徴とするタンクの製造方法。
【請求項２】
前記繊維強化樹脂層の最内層が硬化開始温度に到達したタイミングで、前記第１加熱工程から前記第２加熱工程に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のタンクの製造方法。
【請求項３】
前記第１加熱工程において、前記熱硬化性樹脂の融点以上、硬化開始温度未満の温度で前記繊維強化樹脂層の最内層および最外層を所定時間保持することを特徴とする請求項１または２に記載のタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束がライナーに巻回されることにより形成された繊維強化樹脂層を含むタンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素等の貯蔵・供給に用いられる高圧タンク（高圧ガス貯蔵容器）として、タンク本体と、そのタンク本体の長手方向の開口端部に取り付けられた口金部とを備えているタンクが知られている。タンク本体は、例えば、水素ガスを気密保持するためのライナーと、その外周面をＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics；炭素繊維強化樹脂）からなる繊維束で巻き付けて強化した繊維強化樹脂層との２層構造となっている。
【０００３】
高圧タンクの製造方法としては、例えばフィラメントワインディング法（以下、単に「ＦＷ法」とも呼ぶ）によりライナーの外周に繊維束を巻き付けて未硬化の繊維強化樹脂層を形成し、その後、繊維強化樹脂層を加熱して硬化させる方法が知られている。繊維強化樹脂層の加熱方法としては、温風吹き付けや電熱ヒーターによる加熱、或いは誘導加熱等、種々の加熱方法があるが、誘導加熱によれば繊維強化樹脂層を速やかに昇温することが可能である。
【０００４】
なお、誘導加熱により繊維強化樹脂層を加熱して硬化させるタンクの製造方法は、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０３３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、誘導加熱により繊維強化樹脂層を加熱して硬化させる際に、繊維強化樹脂層の最外層から染み出す熱硬化性樹脂の量が多くなると、繊維強化樹脂層の繊維体積含有率（以下、Ｖｆともいう）が高くなる。このため、Ｖｆのばらつきやタンクの強度低下が発生する。また、繊維強化樹脂層を加熱して硬化させる際に、繊維強化樹脂層内の空気やガスが外部に抜けにくい場合、繊維強化樹脂層内にボイドが発生し、外観不良や品質低下が生じる。
【０００７】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、繊維強化樹脂層の繊維体積含有率が高くなるのを抑制するとともに、繊維強化樹脂層内にボイドが発生するのを抑制することが可能なタンクの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような点を鑑みて、本発明に係るタンクの製造方法は、熱硬化性樹脂が含浸された導電性の繊維束がライナーに巻回されることにより形成された繊維強化樹脂層を含むタンクの製造方法であって、前記ライナーに未硬化の前記繊維強化樹脂層が形成された前記タンクを準備する工程と、低周波誘導加熱により、前記未硬化の繊維強化樹脂層を加熱して前記熱硬化性樹脂を軟化させる第１加熱工程と、前記第１加熱工程の後に、軟化した前記繊維強化樹脂層を高周波誘導加熱により加熱して硬化させる第２加熱工程と、を含む。
【０００９】
本発明のタンクの製造方法によれば、低周波誘導加熱により、前記未硬化の繊維強化樹脂層を加熱して前記熱硬化性樹脂を軟化させる第１加熱工程を設ける。このように、低周波誘導加熱により繊維強化樹脂層を加熱した場合、繊維強化樹脂層の内側層が加熱されやすい。このため、繊維強化樹脂層の内側層内の空気やガスを繊維強化樹脂層の外部に抜けやすくすることができる。その結果、繊維強化樹脂層内にボイドが発生するのを抑制することができるので、外観不良や品質低下が生じるのを抑制することができる。なお、ライナーに未硬化の繊維強化樹脂層が形成されたタンクを準備する工程の後に、低周波誘導加熱を行わず、高周波誘導加熱のみにより未硬化の繊維強化樹脂層を加熱すると、繊維強化樹脂層の最外層が硬化することにより内側層内の空気やガスが外部に抜けにくくなるので、繊維強化樹脂層内にボイドが発生してしまう。
【００１０】
また、前記第１加熱工程の後に、軟化した前記繊維強化樹脂層を高周波誘導加熱により加熱して硬化させる第２加熱工程を設ける。このように、高周波誘導加熱により繊維強化樹脂層を加熱した場合、繊維強化樹脂層の外側層（特に最外層）が加熱されやすい。このため、繊維強化樹脂層の外側層（特に最外層）を内側層よりも先に硬化させることができるので、熱硬化性樹脂が繊維強化樹脂層の最外層から染み出すのを抑制することができる。その結果、繊維強化樹脂層の繊維体積含有率がばらついたり、繊維体積含有率が高くなることに起因するタンクの強度低下が発生したりするのを抑制することができる。なお、低周波誘導加熱により繊維強化樹脂層を加熱して硬化させる場合、高周波誘導加熱により繊維強化樹脂層を加熱して硬化させる場合に比べて繊維強化樹脂層の外側層が硬化するタイミングが遅くなる（繊維強化樹脂層の外側層が内側層よりも先に硬化しなくなる）ので、繊維強化樹脂層の最外層から染み出す熱硬化性樹脂の量が多くなる。
【００１１】
上記タンクの製造方法において、好ましくは、前記繊維強化樹脂層の最内層が硬化開始温度に到達したタイミングで、前記第１加熱工程から前記第２加熱工程に切り替える。このように、繊維強化樹脂層の最内層が硬化開始温度に到達するまで低周波誘導加熱による第１加熱工程を行うことによって、繊維強化樹脂層の内側層内の空気やガスを繊維強化樹脂層の外部にさらに抜けやすくすることができる。また、繊維強化樹脂層の最内層が硬化開始温度に到達したタイミングで、高周波誘導加熱による第２加熱工程を行うことによって、熱硬化性樹脂が繊維強化樹脂層の最外層から染み出すのを抑制することができる。以上のように、熱硬化性樹脂の染み出しを抑制しながら、繊維強化樹脂層の内側層の空気やガスをさらに抜けやすくすることができる。
【００１２】
上記タンクの製造方法において、好ましくは、前記第１加熱工程において、前記熱硬化性樹脂の融点以上、硬化開始温度未満の温度で繊維強化樹脂層の最内層および最外層を所定時間保持する。このように構成すれば、繊維強化樹脂層の最内層および最外層を低粘度状態で所定時間保持することができるので、繊維強化樹脂層内の空気やガスを確実に外部に抜くことができる。このため、繊維強化樹脂層内にボイドが発生するのをより抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、繊維強化樹脂層の繊維体積含有率が高くなるのを抑制するとともに、繊維強化樹脂層内にボイドが発生するのを抑制することが可能なタンクの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法により作製される高圧タンクを示す図であり、図１（ａ）は、高圧タンクの分解斜視図を示し、図１（ｂ）は、高圧タンクの斜視図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る高圧タンクの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る高圧タンクの製造方法により補強層が形成された高圧タンクの斜視図であり、図３（ａ）は、外周部がヘリカル巻きで形成された補強層を示し、図３（ｂ）は、外周部がフープ巻きで形成された補強層を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る高圧タンクの製造方法の硬化工程を説明するための図であり、補強層が形成されたライナーを誘導加熱硬化炉内にセットした状態を示す斜視図である。
【図５】図４の補強層およびコイル周辺の構造を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る高圧タンクの製造方法における硬化工程の経過時間と温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る高圧タンク１０の製造方法について説明する。なお、高圧タンク１０は、本発明の「タンク」の一例である。
【００１６】
まず、高圧タンク１０の構成について説明する。高圧タンク１０は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ライナー１１と、口金１２、１３と、ライナー１１の外周面に形成された補強層（繊維強化樹脂層）１４と、一対のキャップ１５とにより構成されている。高圧タンク１０は、気体を透過させにくい性質、いわゆるガスバリア性を有しており内部には水素などの比較的高圧のガスが充填されるように構成されている。
【００１７】
ライナー１１は、筒状の中空容器からなり、ガスバリア性を有する樹脂によって形成されている。ライナー１１の樹脂材料としては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはナイロンポリアミド、エチレンビニルアルコール共重合体等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。なお、ライナー１１は、アルミニウムまたはステンレス鋼などの金属材料によって形成されていてもよい。
【００１８】
ライナー１１は、シリンダー部１６と、一対のドーム部１７とを有している。シリンダー部１６は円筒状に形成され、各ドーム部１７はそれぞれ中空の略半球体からなり、シリンダー部１６と一体的に形成されている。各ドーム部１７は、図示しない口金装着部を有しており、口金装着部には口金１２、１３が装着されている。
【００１９】
口金１２は、金属材料からなり、略半球状に形成されたドーム部１７からライナー１１の軸線方向に突出している。口金１３は、口金１２と同様、金属材料からなり、略半球状に形成されたドーム部１７からライナー１１の軸線方向に突出している。
【００２０】
一対のキャップ１５は、多孔質構造の衝撃吸収性樹脂で構成されている。多孔質構造の衝撃吸収性樹脂としては、例えば、ウレタンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料が挙げられる。
【００２１】
補強層１４は、繊維束Ｆがライナー１１の外周面に巻き付けられて形成されている。繊維束Ｆは、未硬化の熱硬化性樹脂が含浸された強化繊維からなる。本実施形態では、強化繊維としては、例えばカーボン繊維（Carbon Fiber）、ボロン繊維、スチール繊維などの導電性を有する繊維を挙げることができる。なお、補強層１４の最外層上に、ガラス繊維（Glass Fiber）、アラミド繊維（Aromatic Polyamide Fiber）、ＰＢＯ繊維、天然繊維、又は高強度ポリエチレン繊維などの繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させた層が保護層としてさらに設けられていてもよい。
【００２２】
また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、ビニルエステル樹脂に代表される変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂を挙げることができる。なお、繊維束Ｆに含浸される熱硬化性樹脂は、硬化開始温度が融点（軟化点）よりも高くなるように設定されている。
【００２３】
繊維束Ｆは、数十本の単繊維を撚り合わせて１本の糸にした、いわゆるマルチフィラメントが、数千〜数万本程度束ねられた繊維束からなる。補強層１４の形成は、例えば、図示しないフィラメントワインディング装置（Filament Winding Apparatus、以下ＦＷ装置という）によって行われる。
【００２４】
このＦＷ装置は、太い繊維束Ｆを引伸ばして細くするとともに、あまい撚りを与えて粗糸とし、巻き取ったいわゆる粗紡糸（ガラスロービングなどのロービング）に樹脂を含浸させながら、または、樹脂が含浸された粗紡糸にテンションをかけ、被加工物に連続的に巻き付ける製造装置をいう。このＦＷ法によれば、巻き付ける際の角度を調整することにより、被加工物の軸方向および周方向の強度を調整することができる。
【００２５】
本実施形態に係る高圧タンク１０の製造方法について説明する。高圧タンク１０の製造方法は、図２に示すように、ライナー、口金およびキャップ作製工程Ｓ１と、補強層形成工程Ｓ２と、硬化工程Ｓ３と、キャップ接着工程Ｓ４とを含んで構成されている。各工程は、順に行われる。なお、本実施形態の硬化工程Ｓ３は、第１加熱工程Ｓ３１および第２加熱工程Ｓ３２を含んでいる。
【００２６】
ライナー、口金およびキャップ作製工程Ｓ１においては、ライナー１１、口金１２、１３および一対のキャップ１５が作製される。ライナー１１は、長手方向の中央部分で分割し、シリンダー部およびドーム部１７を有する一方側のライナーと、一方側のライナーと同様、シリンダー部およびドーム部１７を有する他方側のライナーとを樹脂等で成形することによりそれぞれ作製する。また、口金１２、１３は、金型鋳造や切削などの金属加工によりそれぞれ作製する。
【００２７】
次いで、作製した一方側のライナーの貫通孔に口金１２を挿入し、一方側のライナーと口金１２とを嵌合させる。また、作製した他方側のライナーの貫通孔に口金１３を挿入し、他方側のライナーと口金１３とを嵌合させる。次いで、口金１２が装着された一方側のライナーのシリンダー部の開口する一方端部と、口金１３が装着された他方側のライナーのシリンダー部の開口する一方端部とが対向するようにして突き合わされ、互いの軸線を一致させるようにして、一方側のライナーと他方側のライナーとを組み付ける。
【００２８】
組み付けられた一方側のライナーと他方側のライナーをレーザー融着などの接合手段により接合する。この接合により、一方側のライナーと他方側のライナーが一体化されるとともに、口金１２、１３が装着されたライナー１１が作製される。
【００２９】
各キャップ１５は、多孔質構造の衝撃吸収性樹脂、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）からなるウレタンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料により、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ライナー１１のドーム部１７上の補強層１４と同様の形状で成形することにより作製する。キャップ１５は、中央部分に貫通孔を有しており、ドーム部１７上の補強層１４に取り付けられる際に口金１２、１３が挿入されるよう構成されている。
【００３０】
補強層形成工程Ｓ２においては、繊維束Ｆが巻き付けられた複数のボビンがＦＷ装置にセットされ、ボビンから巻き出された繊維束ＦがＦＷ装置の各構成要素にセットされ、ＦＷ装置が稼働し、ＦＷ装置によって繊維束Ｆが所定の張力が付与された状態でライナー１１の外周面に巻き付けられて補強層１４が形成される。ＦＷ装置は、ライナー１１の口金１２、１３を支持する支持部と、ライナー１１を軸心回りに回転させる回転駆動部と、繊維束Ｆをライナー１１に送る繊維案内部と、を備えている。繊維案内部は、繊維束Ｆのライナー１１の軸線方向への往復移動と、ライナー１１の回転との協働により、ライナー１１の外周面に繊維束Ｆを巻き付けるように構成されている。
【００３１】
繊維案内部は、繊維束Ｆのライナー１１の軸線方向への移動速度（ｍ／ｓｅｃ）と、ライナー１１の軸線に対する角度と、ライナー１１の回転速度（ｒｐｍ）とを図示しない制御部により制御することで、ライナー１１の繊維束Ｆの巻き付け方をヘリカル巻きやフープ巻きに変化できるように構成されている。
【００３２】
ヘリカル巻きは、図３（ａ）に示すように、繊維束Ｆの巻回軌跡がライナー１１の軸線ＣＬに対して、例えば１０°〜３０°程度の低角度θで交差する巻き付け方で、繊維束Ｆがライナー１１のシリンダー部１６と、一対のドーム部１７の全体に亘って繰り返し巻回される。
【００３３】
フープ巻きは、図３（ｂ）に示すように、繊維束Ｆの巻回軌跡がライナー１１の軸線ＣＬに対して、例えば９０°程度の直角に近い角度で交差する巻き付け方で、繊維束Ｆがライナー１１のシリンダー部１６の外周面に繰り返し巻回される。
【００３４】
このようにして、ライナー１１に繊維束Ｆが巻回されることにより未硬化の補強層１４が形成されたタンクが得られる。すなわち、補強層形成工程Ｓ２は、本発明の「タンクを準備する工程」の一例である。
【００３５】
硬化工程Ｓ３においては、補強層１４の加熱による硬化処理が行われる。具体的には、図４に示すように、未硬化の補強層１４が形成されたライナー１１を誘導加熱硬化炉３０内にセットし、ライナー１１の周囲に誘電加熱用のコイル３１を螺旋状に配置する。誘導加熱硬化炉３０には、コイル３１に電流を流す誘導加熱装置（図示せず）が設けられている。また、誘導加熱硬化炉３０内には、補強層１４の表面温度を測定する非接触型の温度センサー（図示せず）が設けられている。なお、補強層形成工程Ｓ２において補強層１４の表面または表面近傍に熱電対を取り付けておくことによって、補強層１４の表面または表面近傍の温度を測定できるように構成してもよい。
【００３６】
また、誘導加熱硬化炉３０内には、ライナー１１の口金１２および１３を支持する支持部と、ライナー１１を軸心回りに回転させる回転駆動部と、が設けられており、硬化工程Ｓ３では、ライナー１１を回転させながら硬化させる。
【００３７】
ここで、本実施形態では、硬化工程Ｓ３は、低周波電流をコイル３１に流して補強層１４を加熱する第１加熱工程Ｓ３１と、高周波電流をコイル３１に流して補強層１４を加熱する第２加熱工程Ｓ３２と、を含んでいる。なお、一般的に、低周波電流とは５ｋＨｚ以下の電流をいい、高周波電流とは１０ｋＨｚ以上の電流をいう。本実施形態では、低周波電流とは例えば５０Ｈｚ以上、５ｋＨｚ以下の電流をいい、高周波電流とは例えば１０ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下の電流をいう。
【００３８】
第１加熱工程Ｓ３１では、低周波誘導加熱により、未硬化の補強層１４を加熱して熱硬化性樹脂を軟化させる。低周波誘導加熱では、補強層１４の内側層（補強層１４のうちのライナー１１寄りの層）１４ａ（図５参照）が加熱されやすいため、内側層１４ａは外側層（補強層１４のうちの表面寄りの層）１４ｂ（図５参照）よりも先に温度が上昇する（図６の時刻ｔ０〜ｔ１）。なお、図６において、実線は上記温度センサー（図示せず）による補強層１４の最外層の実測値を示し、破線は予め測定した補強層１４の最内層の温度データと最外層の温度データとの関係から導出される補強層１４の最内層の温度の予測値を示している。
【００３９】
内側層１４ａの温度が繊維束Ｆに含浸された熱硬化性樹脂の融点Ｔ１（図６参照）に到達すると、内側層１４ａは液状化して低粘度状態になる。その後、外側層１４ｂの温度が融点Ｔ１（図６参照）に到達するとともに、外側層１４ｂは液状化して低粘度状態になる（図６の時刻ｔ１）。この状態では、補強層形成工程Ｓ２において繊維束Ｆ同士の隙間に入り込んだ空気、及び熱硬化性樹脂から発生するガスが、徐々に補強層１４の表面から外部に抜ける。
【００４０】
本実施形態では、この状態を所定時間保持するために、補強層１４の内側層１４ａおよび外側層１４ｂの温度が融点Ｔ１に到達すると、誘導加熱装置をオンオフ制御することにより補強層１４の最内層および最外層の温度を融点Ｔ１以上、熱硬化性樹脂の硬化開始温度Ｔ２（図６参照）未満に所定時間保持する（図６の時刻ｔ１〜ｔ２）。これにより、補強層１４内の空気やガスが十分に外部に抜ける（排出される）ので、後述する第２加熱工程Ｓ３２において補強層１４内にボイドがほとんど発生しない。なお、時刻ｔ２−ｔ１（保持時間）は、熱硬化性樹脂の種類や繊維束Ｆの巻き付け厚み等（空気やボイドの抜けやすさ）によって変化する。
【００４１】
その後、低周波誘導加熱により補強層１４の最内層の温度が熱硬化性樹脂の硬化開始温度Ｔ２になるまで加熱する（図６の時刻ｔ２〜ｔ３）。
【００４２】
ここで、本実施形態では、補強層１４の最内層の温度が硬化開始温度Ｔ２になるタイミングで、１０ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下の高周波電流をコイル３１に流して補強層１４を加熱する第２加熱工程Ｓ３２に切り替える。すなわち、補強層１４の最内層の温度が硬化開始温度Ｔ２になったタイミングで、第１加熱工程Ｓ３１から第２加熱工程Ｓ３２に切り替える。高周波誘導加熱では、外側層１４ｂ（特に最外層）が内側層１４ａよりも加熱されやすいため、外側層１４ｂ（特に最外層）は内側層１４ａよりも先に温度が上昇する（図６の時刻ｔ３〜ｔ４）。
【００４３】
その後、外側層１４ｂおよび内側層１４ａの温度が順に熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ３（図６参照）に到達し、外側層１４ｂおよび内側層１４ａが硬化する。このとき、外側層１４ｂ（特に最外層）が内側層１４ａよりも先に硬化するため、熱硬化性樹脂が補強層１４の最外層から染み出すのを抑制することができる。
【００４４】
そして、誘導加熱装置の通電をオンオフ制御することによりの最外層および最内層の温度を硬化温度Ｔ３以上に所定時間保持する（図６の時刻ｔ４〜ｔ５）。これにより、補強層１４の硬化が完了する。
【００４５】
その後、誘導加熱装置の通電をオンオフ制御することにより、硬化温度Ｔ３から熱硬化性樹脂のガラス転移温度Ｔ４（図６参照）まで徐々に温度が低下するように内側層１４ａおよび外側層１４ｂを冷却する（図６のｔ５〜ｔ６）。硬化温度Ｔ３からガラス転移温度Ｔ４までの徐冷は、品質に悪影響を及ぼさないよう経過時間と温度との関係が管理される。
【００４６】
そして、誘導加熱装置をオフにするとともに冷風を用いて空冷することによって、補強層１４を急冷する（図６のｔ６〜ｔ７）。急冷は、徐冷速度よりも早い速度で温度を下降させ、冷却時間の短縮が図られる。冷却速度は品質に悪影響を及ぼさないので、可能な限り急速に冷却される。
【００４７】
キャップ接着工程Ｓ４においては、各キャップ１５の内周面（補強層１４に接する面）に接着剤（図示せず）を塗布する。接着剤は、空気中の水分と反応して硬化する湿気硬化型からなり、例えば、シアノアクリレート系、シリコーンゴム系や変性アクリルシリコーンからなる。そして、キャップ１５をライナー１１のドーム部１７上の補強層１４に取り付けるとともに、図示しない加圧保持機構によりキャップ１５を補強層１４に対して加圧保持する。これにより、キャップ１５が接着剤を介して補強層１４に接着される。
【００４８】
以上のようにして、高圧タンク１０が製造される。
【００４９】
本実施形態では、上記のように、低周波誘導加熱により、未硬化の補強層１４を加熱して熱硬化性樹脂を軟化させる第１加熱工程Ｓ３１を設ける。このように、低周波誘導加熱により補強層１４を加熱した場合、補強層１４の内側層１４ａが加熱されやすい。このため、補強層１４の内側層１４ａ内の空気やガスを補強層１４の外部に抜けやすくすることができる。その結果、補強層１４内にボイドが発生するのを抑制することができるので、外観不良や品質低下が生じるのを抑制することができる。なお、タンクを準備する工程（ここでは補強層形成工程Ｓ２）の後に、低周波誘導加熱を行わず、高周波誘導加熱のみにより未硬化の補強層１４を加熱すると、補強層１４の最外層が先に硬化することにより内側層１４ａ内の空気やガスが外部に抜けにくくなるので、補強層１４内にボイドが発生してしまう。
【００５０】
また、第１加熱工程Ｓ３１の後に、軟化した補強層１４を高周波誘導加熱により加熱して硬化させる第２加熱工程Ｓ３２を設ける。このように、高周波誘導加熱により補強層１４を加熱した場合、補強層１４の外側層１４ｂ（特に最外層）が加熱されやすい。このため、補強層１４の外側層１４ｂ（特に最外層）を内側層１４ａよりも先に硬化させることができるので、熱硬化性樹脂が補強層１４の最外層から染み出すのを抑制することができる。その結果、補強層１４の繊維体積含有率がばらついたり、繊維体積含有率が高くなることに起因する高圧タンク１０の強度低下が発生したりするのを抑制することができる。なお、低周波誘導加熱により補強層１４を加熱して硬化させる場合、高周波誘導加熱により補強層１４を加熱して硬化させる場合に比べて補強層１４の外側層１４ｂが硬化するタイミングが遅くなる（補強層１４の外側層１４ｂが内側層１４ａよりも先に硬化しなくなる）ので、補強層１４の最外層から染み出す熱硬化性樹脂の量が多くなる。
【００５１】
また、上記のように、補強層１４の最内層が硬化開始温度Ｔ２に到達したタイミングで、第１加熱工程Ｓ３１から第２加熱工程Ｓ３２に切り替える。このように、補強層１４の最内層が硬化開始温度Ｔ２に到達するまで低周波誘導加熱による第１加熱工程Ｓ３１を行うことによって、補強層１４の内側層１４ａ内の空気やガスを補強層１４の外部にさらに抜けやすくすることができる。また、補強層１４の最内層が硬化開始温度Ｔ２に到達したタイミングで、高周波誘導加熱による第２加熱工程Ｓ３２を行うことによって、熱硬化性樹脂が補強層１４の最外層から染み出すのを抑制することができる。以上のように、熱硬化性樹脂の染み出しを抑制しながら、補強層１４の内側層１４ａの空気やガスをさらに抜けやすくすることができる。
【００５２】
また、上記のように、第１加熱工程Ｓ３１において、熱硬化性樹脂の融点Ｔ１以上、硬化開始温度Ｔ２未満の温度で補強層１４の最内層および最外層を所定時間保持する。これにより、補強層１４の最内層および最外層を低粘度状態で所定時間保持することができるので、補強層１４内の空気やガスを確実に外部に抜くことができる。このため、補強層１４内にボイドが発生するのをより抑制することができる。
【００５３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、高圧のガスが充填される高圧タンク１０およびその製造方法について説明したが、本発明はこれに限らない。高圧ガス以外の例えば液体水素等が充填されるタンクの製造方法に本発明を適用してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、融点Ｔ１から硬化開始温度Ｔ２まで（すなわち、時刻ｔ２〜ｔ３まで）低周波誘導加熱を行う例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、時刻ｔ２において低周波誘導加熱から高周波誘導加熱に切り替え、融点Ｔ１から硬化温度Ｔ３まで（すなわち、時刻ｔ２〜ｔ４まで）高周波誘導加熱を行ってもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、高圧タンク１０の製造方法において、補強層１４の最内層の温度を実測しない例について示したが、本発明はこれに限らず、補強層１４の最内層の温度を実測してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０：高圧タンク（タンク）、１１：ライナー、１４：補強層（繊維強化樹脂層）、Ｆ：繊維束、Ｓ３１：第１加熱工程、Ｓ３２：第２加熱工程、Ｔ１：融点、Ｔ２：硬化開始温度
【図１】
2020143742.tif 000003
【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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