(57)【要約】【課題】ライナの口金との間に形成された隙間に応じて、成形されるガスケットが凹むことを低減することができるタンクの製造方法を提供する。【解決手段】ライナ２０と、ライナ２０の両端に取付けられた各口金２１との間の隙間を埋めるように、ＦＩＰＧ４０となる湿気硬化型の未硬化の樹脂Ｇを塗布する塗布工程Ｓ３と、塗布した樹脂Ｇに対して少なくとも加湿することにより樹脂Ｇの仮硬化を行う仮硬化工程Ｓ４と、仮硬化した樹脂Ｇを、仮硬化工程Ｓ４における温度よりも高い温度で加熱しながら加湿することにより、仮硬化した樹脂をさらに硬化させる本硬化工程Ｓ５と、本硬化工程Ｓ５後のタンク本体１０に、繊維強化樹脂層３０を被覆する被覆工程Ｓ６と、を少なくとも含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが充填されるライナと、前記ライナの両端に装着される口金と、前記ライナと前記口金との隙間を覆うガスケットとを有するタンク本体に、繊維強化樹脂層が被覆されたタンクの製造方法であって、
前記ライナと、前記ライナの両端に取付けられた各口金との間の隙間を埋めるように、前記ガスケットとなる湿気硬化型の未硬化の樹脂を塗布する塗布工程と、
塗布した前記樹脂に対して少なくとも加湿することにより前記樹脂の仮硬化を行う仮硬化工程と、
仮硬化した前記樹脂を、仮硬化工程における温度よりも高い温度で加熱しながら加湿することにより、仮硬化した前記樹脂をさらに硬化させる本硬化工程と、
前記本硬化工程後のタンク本体に、前記繊維強化樹脂層を被覆する被覆工程と、を少なくとも含むことを特徴とするタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスが充填されるライナと、ライナの両端に装着される口金と、ライナと口金との隙間を覆うガスケットとを有するタンク本体に、繊維強化樹脂層が被覆されたタンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のタンクの製造方法として、筒状の中空容器からなり軸方向の端部に台座部を有するライナを準備し、ライナの台座部に口金を装着した後に、ライナと口金との間に形成された隙間を埋めるようにガスケットとなる樹脂が塗布される。塗布される樹脂は、未硬化の樹脂である。この樹脂を一定の条件で加熱することにより硬化させる。これにより、ライナと口金との隙間を覆うガスケットを有したタンク本体を製造することができる（たとえば、特許文献１参照）。その後、タンク本体には、繊維強化樹脂層が被覆され、タンクが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０９８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のタンクの製造方法で、ガスケットとなる樹脂を硬化させる際に、ライナと口金との隙間に応じて、成形されたガスケットの表面が凹んでしまうことがある。このようなガスケットの凹みに、繊維強化樹脂層の樹脂が異物として入り込むとタンクの品質低下を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ライナの口金との間に形成された隙間に応じて、成形されるガスケットが凹むことを低減することができるタンク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】
【０００６】
前記課題を鑑みて、本発明に係るタンクの製造方法は、ガスが充填されるライナと、前記ライナの両端に装着される口金と、前記ライナと前記口金との隙間を覆うガスケットとを有するタンク本体に、繊維強化樹脂層が被覆されたタンクの製造方法であって、前記ライナと、前記ライナの両端に取付けられた各口金との間の隙間を埋めるように、前記ガスケットとなる湿気硬化型の未硬化の樹脂を塗布する塗布工程と、塗布した前記樹脂に対して少なくとも加湿することにより前記樹脂の仮硬化を行う仮硬化工程と、仮硬化した前記樹脂を、仮硬化工程における温度よりも高い温度で加熱しながら加湿することにより、仮硬化した前記樹脂をさらに硬化させる本硬化工程と、前記本硬化工程後のタンク本体に、前記繊維強化樹脂層を被覆する被覆工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガスケットとなる樹脂に対して加湿することにより、樹脂を仮硬化させる。仮硬化した樹脂は、完全に硬化していない状態で、所望のガスケットの形状に保持される。この状態で、仮硬化工程における温度よりも高い加熱温度で仮硬化した樹脂を加熱しながら加湿するので、ガスケットの変形を抑えることができる。この結果、ライナの口金との間に形成された隙間に応じて、ガスケットの表面が凹むことを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係る製造方法で製造されたタンクの側面図であり（ｂ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂで切断したタンクの断面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）に示すＣ方向から見たタンク本体の正面図であり、（ｂ）は、ライナおよび口金の正面から見た隙間の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＤ−Ｄで切断したライナおよび口金の断面図である。
【図３】本実施形態に係るタンクの製造方法のフロー図である。
【図４】図３に示す塗布工程において、ライナと口金にガスケットとなる樹脂を塗布した状態のタンクの図である。
【図５】図３に示す仮硬化工程と本硬化工程の温度プロフィールである。
【図６】（ａ）は、本発明の実施形態による本硬化工程後のガスケットの状態を示した断面図であり、（ｂ）は、従来の製造方法におけるガスケットの状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のタンクの製造方法を図１から図６を参照しながら説明する。
【００１０】
本実施形態で製造されるタンク１は、タンク本体１０の外周面に繊維強化樹脂層（補強層）３０を被覆したタンクであり、繊維強化樹脂層３０を設けることにより、高圧状態の水素ガスなどを内部に収容することができるものである。また、タンク１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た材料で構成されている。
【００１１】
タンク本体１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ライナ２０と、一対の口金２１、２１と、液状ガスケット（ＦＩＰＧ：Formed In Place Gasket、以下ＦＩＰＧという。）４０と、を備えている。
【００１２】
ライナ２０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２０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２０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。
【００１３】
ライナ２０は、図２（ｃ）に示すように、シリンダ部２３と、一対のドーム部２４とを有している。シリンダ部２３は円筒状に形成され、各ドーム部２４はそれぞれ中空の略半球体からなり、各ドーム部２４は、シリンダ部２３の両端と一体的に形成されている。
【００１４】
ライナ２０の軸線に沿った長手方向端部には、ライナ２０の軸線を中心とする所定の深さの凹みを有する口金装着部２５を有している。口金装着部２５の内周の壁面は、図１（ｂ）の破線および図２（ａ）の破線で示すように、均等の間隔で凹部２５ａが形成されている。
【００１５】
各口金装着部２５の中央部分にはライナ２０の軸線を中心とする貫通孔２６が形成されている。各貫通孔２６には口金２１が挿入されている。貫通孔２６は、口金２１をドーム部２４に装着する際の位置決め孔として機能する。一対の口金２１、２１のうち、一方の口金２１には、貫通孔２１ｈが形成されており、他方の口金２１には、凹部２１ｇが形成されており、これらのそれ以外の構造は同じである。
【００１６】
各口金２１は、図２（ｃ）に示すように、ライナ２０の口金装着部２５に装着されるフランジ２１ａと、フランジ２１ａからドーム部２４の外側に突出する口金本体２１ｂと、口金本体２１ｂと軸線を同じくしフランジ２１ａからドーム部２４の内側に突出する突出部２１ｃと、を有している。口金２１は、金属材料で形成されている。
【００１７】
フランジ２１ａの口金本体２１ｂ側の面は、フランジ２１ａの外周縁に向かって外周縁に行くほどフランジ厚みが減少するように弧状に傾斜しており、フランジ２１ａの外周縁がドーム部２４の外側に突出しないよう構成されている。
【００１８】
フランジ２１ａには、図２（ａ）の破線で示すように、外周縁に均等の間隔で凸部２１ｔが形成されている。図２（ｂ）に示すように、フランジ２１ａがドーム部２４の口金装着部２５に装着された際に、各凸部２１ｔが、口金装着部２５の凹部２５ａに入り込む。この状態で、凸部２１ｔと凹部２５ａとの間に、隙間Ｓが形成される。
【００１９】
ＦＩＰＧ４０は、隙間Ｓを覆うように形成されている。ＦＩＰＧ４０は、水蒸気（加湿）により硬化したシール剤からなるガスケットであり、弾性を有するゴム状の物質である。ＦＩＰＧ４０は、たとえば、シリコーンが含まれる湿気硬化型の樹脂により成形される。
【００２０】
繊維強化樹脂層３０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ライナ２０の外周面を覆う層であり、繊維強化樹脂（マトリクス樹脂が含浸された強化繊維）をライナ２０の外周面に積層することで形成されている。本実施形態では、繊維強化樹脂は、カーボン繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などの連続強化繊維束にマトリクス樹脂を含浸させたものである。マトリクス樹脂は、例えば、エポキシ樹脂（ＥＰ）、またはポリアミド樹脂（ＰＡ）などの熱硬化性樹脂からなる。
【００２１】
以下に、実施形態に係るタンクの製造方法を、図３を参照しながら説明する。まず、準備工程Ｓ１において、ライナ２０と、一対の口金２１、２１とを準備する。次に、口金装着工程Ｓ２において、ライナ２０の両端に形成された口金装着部２５に各口金２１を装着する。
【００２２】
次に、塗布工程Ｓ３において、ライナ２０と、ライナ２０の両端に取付けられた各口金２１との間の隙間Ｓを埋めるように、ガスケットとなる湿気硬化型の未硬化の樹脂Ｇを塗布する。樹脂Ｇは、湿気（水蒸気）により硬化する一般的に知られた樹脂であり、加熱することにより、硬化の反応が促進される樹脂である。
【００２３】
樹脂Ｇの塗布は、塗布ノズルにより行われ、図４に示すように、口金２１の凸部２１ｔと口金装着部２５の凹部２５ａの外周面に施される。具体的には、樹脂Ｇの塗布の幅の範囲内に隙間Ｓが全周に亘って位置するように、樹脂Ｇの塗布が行われる。
【００２４】
次に、仮硬化工程Ｓ４において、塗布した樹脂Ｇに対して少なくとも加湿することにより樹脂Ｇの仮硬化を行う。通常、図５の破線に示すように、一定の湿度条件において、樹脂Ｇに対して完全に硬化する基準条件として、一定の加熱基準温度Ｔａと、樹脂Ｇが硬化に要する基準時間ｔａが設定されている。
【００２５】
仮硬化工程Ｓ４では、この基準条件に対して、この加熱基準温度Ｔａよりも低い仮硬化温度Ｔｂで、基準時間ｔａよりも短い仮硬化時間ｔｂで、樹脂Ｇの仮硬化を行う。たとえば、湿度（７０％）が一定の条件で、加熱基準温度Ｔａが４０℃であり、基準時間ｔａが２．５時間である場合、仮硬化工程Ｓ４における仮硬化温度Ｔｂを３０℃に設定し、仮硬化時間ｔｂを１．０時間に設定する。仮硬化工程Ｓ４において、この加湿環境下で樹脂Ｇが硬化するのであれば、樹脂Ｇを加熱しなくてもよい。
【００２６】
次に、本硬化工程Ｓ５において、仮硬化した樹脂Ｇを、仮硬化温度Ｔｂよりも高い本硬化温度Ｔｃで加熱しながら加湿することにより、仮硬化した樹脂Ｇをさらに硬化させる。好ましくは、本硬化工程Ｓ５では、仮硬化時間ｔｂよりも長い本硬化時間ｔｃで、樹脂Ｇの本硬化を行う。これにより、タンク本体１０が製造される。
【００２７】
たとえば、湿度（７０％）が一定条件で、上述したように、仮硬化温度Ｔｂが３０℃であり、仮硬化時間ｔｂが１．０時間である場合、本硬化工程Ｓ５における本硬化温度Ｔｃを５０℃に設定し、本硬化時間ｔｃを１．５時間に設定する。
【００２８】
なお、本硬化工程Ｓ５を、この基準条件に対して、この加熱基準温度Ｔａよりも高い本硬化温度Ｔｃで、基準時間ｔａよりも短い本硬化時間ｔｃで行うことが好ましい。たとえば、湿度（７０％）が一定条件である場合、加熱基準温度Ｔａが４０℃であり、基準時間ｔａが２．５時間である場合、上述した本硬化温度Ｔｃは５０℃であり、本硬化時間ｔｃは１．５時間であるので、この条件を満たす。
【００２９】
次に、被覆工程Ｓ６において、タンク本体１０の外周面に繊維強化樹脂層３０を被覆する。本工程では、例えば、フィラメントワインディング法によって、マトリクス樹脂が含浸された強化繊維束を、タンク本体１０に巻回し、繊維強化樹脂を熱硬化させる。このようにしてタンク１を製造することができる。
【００３０】
本実施形態では、仮硬化工程Ｓ４において、ＦＩＰＧ４０となる樹脂Ｇに対して所定の時間で加湿することにより、樹脂Ｇを仮硬化させる（完全に硬化させない）。仮硬化された樹脂は、ＦＩＰＧ４０の表層側となる樹脂が特に硬化が進行しているため、所望のＦＩＰＧ４０の形状に保持されている。
【００３１】
この状態で、仮硬化工程Ｓ４における仮硬化温度Ｔｂよりも高い本硬化温度Ｔｃで、仮硬化した樹脂Ｇを加熱しながら加湿するので、仮硬化工程Ｓ４のときよりも、樹脂Ｇの硬化が促進される。このようにして、仮硬化工程Ｓ４により、樹脂Ｇを仮硬化することにより、本硬化工程Ｓ５においてＦＩＰＧ４０の変形を抑えることができる。
【００３２】
この結果、図６（ｂ）の従来のＦＩＰＧ４０’とは異なり、図６（ａ）に示すように、ライナ２０の口金２１との間に形成された隙間Ｓに応じて、ＦＩＰＧ４０の表面が凹むことを低減することができ、タンク１の品質を確保することができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。たとえば、仮硬化工程と本硬化工程とを、複数のタンク本体を連続して搬送しながら覆なってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１：タンク、１０：タンク本体、２０：ライナ、２１：口金、３０：繊維強化樹脂層、４０：ＦＩＰＧ（ガスケット）、Ｇ：樹脂、Ｓ３：塗布工程、Ｓ４：仮硬化工程、Ｓ５：本硬化工程、Ｓ６：被覆工程
【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】
2020153380.tif 000007
【図６】
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