(57)【要約】【課題】短時間で液状ガスケットの硬化を行うことができるタンクの製造方法を提供する。【解決手段】ナイロン製のライナー２と、ライナー２に圧入される口金３と、を有し、ライナー２と口金３との合わせ面近傍２ｂに、液状ガスケットを硬化させることによって形成されるシール部４が設けられたタンクの製造方法であって、ライナー２の合わせ面近傍２ｂにベンジルブロマイド処理を施す、ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）と、前記ベンジルブロマイド処理が施された合わせ面近傍２ｂに前記液状ガスケットを塗布する、液状ガスケットを塗布する工程（ステップＳ２）と、前記液状ガスケットが塗布されたライナー２を減圧乾燥する、減圧乾燥する工程（ステップＳ３）と、を備える、タンクの製造方法。【選択図】図４
2019168002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナイロン製のライナーと、前記ライナーに圧入される口金と、を有し、前記ライナーと前記口金との合わせ面近傍に、液状ガスケットを硬化させることによって形成されるシール部が設けられたタンクの製造方法であって、
前記ライナーの前記合わせ面近傍にベンジルブロマイド処理を施す、ベンジルブロマイド処理する工程と、
前記ベンジルブロマイド処理が施された前記合わせ面近傍に前記液状ガスケットを塗布する、液状ガスケットを塗布する工程と、
前記液状ガスケットが塗布された前記ライナーを減圧乾燥する、減圧乾燥する工程と、を備える、
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、タンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンクの製造方法として、熱硬化樹脂が含浸された繊維を中空構造であるライナーに巻き付けた後に、熱硬化性樹脂を硬化させることによって繊維層を形成する方法が知られている。ライナーの端部には、口金が圧入されている。繊維に含浸された熱硬化性樹脂は、ライナーと口金との間隙に侵入することがある。熱硬化性樹脂等がライナーと口金との間隙に侵入すると、タンクの品質が低下する虞がある。そこで、ライナーと口金との合わせ面近傍にシール部を設ける。
【０００３】
特許文献１には、ライナーと口金との合わせ面近傍に、液状ガスケットを硬化させることによって形成されるシール部を設ける技術が開示されている。液状ガスケットは、例えば、空気中等の水分によって硬化する樹脂である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１８８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者らは、タンクの製造方法に関し、以下の課題を見出した。
特許文献１に開示されているタンクの製造方法では、ライナーと口金との合わせ面近傍に液状ガスケットを塗布した後に、空気中の水分と液状ガスケットとが反応して硬化することによってシール部が形成される。ライナーと口金との間隙に侵入した液状ガスケットは、空気に直接接触していないため、硬化に時間を要する。したがって、ライナーと口金との間隙に液状ガスケットが侵入している場合、ライナーと口金との間隙に液状ガスケットが侵入していない場合よりも、硬化に時間を要する。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、短時間で液状ガスケットの硬化を行うことができるタンクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための一態様は、ナイロン製のライナーと、前記ライナーに圧入される口金と、を有し、前記ライナーと前記口金との合わせ面近傍に、液状ガスケットを硬化させることによって形成されるシール部が設けられたタンクの製造方法であって、前記ライナーの前記合わせ面近傍にベンジルブロマイド処理を施す、ベンジルブロマイド処理する工程と、前記ベンジルブロマイド処理が施された前記合わせ面近傍に前記液状ガスケットを塗布する、液状ガスケットを塗布する工程と、前記液状ガスケットが塗布された前記ライナーを減圧乾燥する、減圧乾燥する工程と、を、備える。
【０００８】
本発明に係るタンクの製造方法は、ライナーの合わせ面近傍にベンジルブロマイド処理を施す、ベンジルブロマイド処理工程と、ベンジルブロマイド処理が施された合わせ面近傍に液状ガスケットを塗布する、液状ガスケット塗布工程と、を、備える。ベンジルブロマイド処理を行うと、ライナーの水蒸気透過度が高くなる。また、塗布された液状ガスケットは、水分と反応すると硬化する。したがって、ベンジルブロマイド処理を行わない場合よりも端時間で、液状ガスケットの硬化を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、短時間で液状ガスケットの硬化を行うことができる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】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係るタンクの斜視図である。
【図２】本実施の形態に係るタンクの分解斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るタンクの製造方法のフローチャートである。
【図４】本実施の形態に係るタンクの部分断面図である。
【図５】本実施の形態に係るタンクの一部拡大断面図である。
【図６】ベンジルブロマイド処理する工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１２】
まず、図１及び図２を参照して、本実施の形態に係るタンクの製造方法を用いて製造されるタンク（本実施の形態に係るタンク）の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るタンクの斜視図である。タンク１は、図１に示すように、ライナー２、口金３、及びシール部４を備える。図２は、本実施の形態に係るタンクの分解斜視図である。なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の一関係を説明する便宜的なものであり、図面間で共通である。
【００１３】
ライナー２は、図１に示すように、例えば、円柱状である。また、ライナー２は、内部に空洞を有する。ライナー２の端部には、口金３が圧入されている。口金３には、バルブ（不図示）等が組み付けられる。タンク１は、口金３に組み付けられたバルブを介して、ライナー２内の空洞にガスを貯留及び放出することができる。タンク１は、例えば、燃料電池車用高圧水素タンクとして使用される。
【００１４】
ライナー２は、ナイロン樹脂を用いて構成される。ライナー２は、例えば、ＰＡ６（ナイロン６）や、ＰＡ６６（ナイロン６６）、ＰＡ６１０（ナイロン６１０）等を用いて構成される。また、口金３は、金属を用いて構成される。口金３は、例えば、アルミニウムを用いて構成される。
【００１５】
なお、図１及び図２には図示していないが、ライナー２の外周面には、繊維層が形成される。繊維層は、例えば、熱硬化樹脂が含浸された繊維を、ライナー２の外周面に巻き付けた後に、熱硬化性樹脂を硬化させることによって形成される。
【００１６】
ライナー２と口金３との合わせ面近傍２ｂには、図１に示すように、シール部４が設けられている。シール部４は、図２に示すように、ライナー２と口金３との合わせ面近傍２ｂを覆うように、設けられている。シール部４は、ＦＩＰＧ（Ｆｏｒｍｅｄ  Ｉｎ  Ｐｌａｃｅ  Ｇａｓｋｅｔ）である。つまり、ライナー２と口金３との合わせ面近傍２ｂに、液状ガスケットを塗布した後に硬化させることによってシール部４を形成する。塗布された液状ガスケットは、空気中等の水分によって硬化し、シール部４を形成する。
【００１７】
液状ガスケットは、例えば、シリコーンを主成分として含有する。液状ガスケットは、水分と反応すると、硬化する。シール部４は、ライナー２と口金３との合わせ面近傍２ｂに塗布された後に硬化されているため、ライナー２及び口金３のいずれにも密着している。つまり、ライナー２と口金３との間隙は、シール部４によってシールされている。したがって、ライナー２と口金３との間隙に、繊維に含浸された熱硬化性樹脂等が侵入することが抑制される。
【００１８】
次に、図３〜５を参照して、本実施の形態に係るタンクの製造方法について説明する。図３は、本実施の形態に係るタンクの製造方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施の形態に係るタンクの製造方法は、ステップＳ１〜ステップＳ４を備える。図４は、本実施の形態に係るタンクの部分断面図である。図５は、本実施の形態に係るタンクの一部拡大断面図である。なお、図５において、矢印は、水分が移動する方向を示す。
【００１９】
本実施の形態に係るタンクの製造方法を行う際には、まず、ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）を行う。詳細は後述するが、ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）では、ライナー２にベンジルブロマイドを塗布する。ベンジルブロマイドが塗布される領域は、ライナー２の合わせ面近傍２ｂである。つまり、図４に示すように、ライナー２とシール部４とが接触する領域である。
【００２０】
ライナー２は、ナイロン樹脂を用いて構成されているため、ベンジルブロマイド処理を施されると、以下の化学式に示すように、ナイロン表面のアミド基がベンジルブロマイド修飾される。ベンジルブロマイド処理が施されると、ライナー２の合わせ面近傍２ｂは、ベンジルブロマイド処理が施される前に比較して、水蒸気透過度が高くなる。したがって、ライナー２の合わせ面近傍２ｂは、水蒸気を透過しやすくなる。
【００２１】
【化１】
2019168002.tif 000003
【００２２】
次に、口金を圧入する工程（ステップＳ２）を行う。口金３を圧入する方法は、所定の位置に口金３を圧入することができる方法であれば特に限定されない、口金を圧入する工程（ステップＳ２）を行った後に、液状ガスケットを塗布する工程（ステップＳ３）を行う。具体的には、ライナー２と口金３との合わせ面近傍２ｂに、液状ガスケットを塗布する。
【００２３】
液状ガスケットを塗布する工程（ステップＳ３）を行うと、ライナー２と口金３との間隙に、液状ガスケットが入り込む。塗布された液状ガスケットは、水分と反応すると、図４に示すように、硬化することによってシール部４を形成する。ライナー２を構成するナイロン樹脂は、吸湿性の高い樹脂である。したがって、塗布された液状ガスケットは、空気中の水分及びライナー２に吸湿されている水分によって、硬化する。
【００２４】
具体的には、液状ガスケットと空気とが接触している領域では、空気中に含まれる水分によって、液状ガスケットが硬化する。ライナー２と口金３との間隙等、液状ガスケットとライナー２とが接触している領域では、ライナー２に吸湿されている水分によって、液状ガスケットが硬化する。
【００２５】
次に、減圧乾燥する工程（ステップＳ４）を行う。液状ガスケットが塗布されたタンク１を減圧乾燥すると、図５に示すように、ライナー２に吸湿されていた水分が、塗布された液状ガスケットに移動する。したがって、減圧乾燥する工程（ステップＳ４）を行わない場合に比較して、短時間で液状ガスケットの硬化を行うことができる。
【００２６】
また、ライナー２の合わせ面近傍２ｂは、ベンジルブロマイド処理が施されているため、ベンジルブロマイド処理が施される前に比較して、水蒸気透過度が高い。つまり、ライナー２から液状ガスケットに移動する水分の量が多い。したがって、ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）を行わない場合に比較して、短時間で液状ガスケットの硬化を行うことができる。
【００２７】
次に、図６を参照して、ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）について、さらに詳細に説明する。図６は、ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）を示すフローチャートである。図６に示すように、ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）は、ステップＳ１１〜ステップＳ１４を備える。
【００２８】
ベンジルブロマイド処理する工程（ステップＳ１）を行う際には、まず、塗布する工程（ステップＳ１１）を行う。具体的には、ライナー２にベンジルブロマイドを塗布する。ベンジルブロマイドが塗布される領域は、ライナー２の合わせ面近傍２ｂである。つまり、シール部４が接触する領域である。塗布する工程（ステップＳ１１）において、ベンジルブロマイドを塗布する方法は、特に限定されない。ベンジルブロマイドは、例えば、スプレー塗布される。
【００２９】
次に、加熱する工程（ステップＳ１２）を行う、具体的には、ベンジルブロマイドが塗布されたライナー２を、６０℃以上で所定時間加熱する。加熱時間は、ライナー２の形状等に応じて適宜変更される。加熱時間は、例えば、１時間程度である。ライナー２を加熱する方法は、特に限定されないが、例えば、加熱炉を用いて加熱する。
【００３０】
塗布する工程（ステップＳ１１）及び加熱する工程（ステップＳ１２）は、同時に行われてもよい。具体的には、まず、オイルバス等を用いて所定の温度までベンジルブロマイドを加熱する。次に、所定の温度に加熱されたベンジルブロマイドに、ライナー２を浸漬する。そして、ベンジルブロマイドを攪拌しつつ、所定時間ライナー２を浸漬する。
【００３１】
次に、冷却する工程（ステップＳ１３）を行う。ライナー２を冷却する方法は、特に限定されない。ライナー２は、例えば、自然放冷によって冷却される。ライナー２は、冷却する工程（ステップＳ１３）において、室温まで冷却される。加熱する工程（ステップＳ１２）及び冷却する工程（ステップＳ１３）を行うことによって、ライナー２の合わせ面近傍２ｂに、ベンジルブロマイド処理が施される。
【００３２】
次に、洗浄する工程（ステップＳ１４）を行う。洗浄する工程（ステップＳ１４）を行うことによって、ライナー２に残留している未反応のベンジルブロマイドを除去することができる。洗浄する工程（ステップＳ１４）を行う際に使用する洗浄液は、特に限定されない。洗浄液は、有機溶媒であることが望ましい。洗浄液は、例えば、アセトンである。
【００３３】
次に、表１及び表２を参照して、ベンジルブロマイド処理によるナイロン樹脂の水蒸気透過度の変化について実験を行った結果を説明する。表１は、ベンジルブロマイド処理の手順を示す表である。表２は、ナイロン樹脂の水蒸気透過度を示す表である。
【００３４】
【表１】
2019168002.tif 000004
【００３５】
発明者らは、ベンジルブロマイド処理を施した際に、ナイロン樹脂の水蒸気透過度がどの程度変化するかを測定する実験を行った。具体的には、表１に示すプロトコールに沿ってベンジルブロマイド処理を行った後に、各サンプルの水蒸気透過度を測定した。
【００３６】
まず、５００ｍＬビーカーに、４００ｍＬのベンジルブロマイドを入れた。ベンジルブロマイドが入れられたビーカー内にナイロン板を静置することによって、ナイロン板をベンジルブロマイドに浸漬した。次に、所定温度に設定したオイルバスを用いてビーカーを加熱し、１時間攪拌した。オイルバスの所定温度は、６０℃及び１２０℃の２水準とした。
【００３７】
１時間攪拌しつつ加熱した後に、室温まで冷却した後にビーカーから取り出した。そして、アセトンを用いてナイロン板を洗浄した。さらに、ナイロン板を、４０℃で１６時間減圧乾燥した。
【００３８】
ベンジルブロマイド処理が施されていない場合、６０℃でベンジルブロマイド処理が施された場合、及び、１２０℃でベンジルブロマイド処理が施された場合における、ナイロン板の水蒸気透過度を測定した結果を表２に示す。水蒸気透過度の測定方法は、ガスクロマトグラフ（ＧＣ法、ＪＩＳ規格のｋ−７１２９−Ｃ、ＩＳＯ規格の１５１０６−４）である。測定温度は、４０℃である。測定湿度は、９０％ＲＨである。
【００３９】
【表２】
2019168002.tif 000005
【００４０】
表２に示すように、ベンジルブロマイド処理が施されていない場合、ナイロン板の水蒸気透過度は、１．７であった。６０℃でベンジルブロマイド処理が施された場合、ナイロン板の水蒸気透過度は、２．２であった。１２０℃でベンジルブロマイド処理が施された場合、ナイロン板の水蒸気透過度は、２．３であった。ベンジルブロマイド処理を施すことによって、水蒸気透過度が３０％高くなることが確認された。
【００４１】
水蒸気透過度が高くなると、一定時間当りにライナー２から液状ガスケットに移動する水分の量が多くなる。したがって、ベンジルブロマイド処理を行わない場合よりも短時間で、液状ガスケットの硬化を行うことができる。
【００４２】
以上で説明した本実施の形態に係る発明により、短時間で液状ガスケットの硬化を行うことができるタンクの製造方法を提供することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  タンク
２  ライナー
２ｂ  合わせ面近傍
３  口金
４  シール部
【図１】
2019168002.tif 000006
【図２】
2019168002.tif 000007
【図３】
2019168002.tif 000008
【図４】
2019168002.tif 000009
【図５】
2019168002.tif 000010
【図６】
2019168002.tif 000011