(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の形状に成形されたフッ素樹脂ライニング材を、分割された金属外装缶体で覆って構成するフッ素樹脂ライニングタンクであって、金属外装缶体の分割部分同士を溶接する箇所と前記ライニング材との間に断熱材が設けられており、前記断熱材はポリテトラフルオロエチレンのシートおよびポリイミドのシートの積層体からなり、前記積層体のポリテトラフルオロエチレンのシート側を前記金属外装缶体側に配置することを特徴とするフッ素樹脂ライニングタンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薬液等を収容するタンクに用いて好適なフッ素樹脂ライニングタンクの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種薬液や溶剤等の腐食性液体を取り扱う薬液用タンクには、金属外装缶体の内側に、耐熱性、耐化学薬品性、純粋性等において他の合成樹脂に比べて著しく優れた特性を有するフッ素樹脂ライニング材として設けたフッ素樹脂ライニングタンクが多用されている。
【０００３】
前記フッ素樹脂ライニングタンクには、筒形の胴部とその筒口を覆う蓋部とに分割された金属外装缶体に、片面にガラスクロスを溶着したライニングシート、または片面にケミカルエッチング処理したライニングシートを接着剤を介して貼り付け、胴部と蓋部をフランジを介してボルトで固定するＡ型タイプ（缶体分割型、ライニングシート接着型）と、回転成形等で予め筒袋状に成形したフッ素樹脂ライニング材を、その外側から前記分割金属外装缶体で覆い、前記ライニング材と金属外装缶体とは接着せず、分割された胴部と蓋部との連結部を溶接固定で一体化するＢ型タイプ（缶体一体型、ライニングシート非接着型）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記Ａ型タイプのフッ素樹脂ライニングタンクでは、胴部と蓋部にそれぞれ設けられたフランジを介してボルトで固定されるが、フランジ部のコストが非常に高く、外装缶体のコストアップとなるばかりでなく、ライニングシートを金属外装缶体（胴部および蓋部）の内側に貼り付ける接着作業に手間がかかり、これもコストアップとなってしまう。
また、接着剤で貼り付けたライニングシート同士の継ぎ目部分を溶接で一体化する必要があるが、溶接箇所は母材であるライニングシート部分に比べて機械的強度に劣る。
【０００５】
したがって、何らかの原因でライニングシートに大きな応力がかかった場合、溶接箇所に亀裂やピンホールが発生してしまうおそれがある。また溶接工程で溶接部分に異物等が混入することもあり、この異物によって亀裂やピンホールが発生したり、フッ素樹脂特有の純粋性を低下させる原因となるおそれがある。
【０００６】
一方、前記Ｂ型タイプのフッ素樹脂ライニングタンクにあっては、胴部と蓋部に分割された金属外装缶体で筒袋状のライニング材の周囲を覆い、分割された胴部と蓋部の連結部分を溶接固定で一体化する。
したがって上記Ｂ型タイプは、Ａ型タイプにおけるフランジ部を必要とせず、かつライニングシート材の接着およびライニングシート同士の溶接も省けるので、コストを削減できる。
しかし、ライニング材の外側で分割された胴部と蓋部の連結部分を溶接する場合、その熱でライニングシート材が破損・溶融するおそれがある。
【０００７】
そこで上記Ｂ型タイプの問題点を解消するものとして、図４に示す構造のフッ素樹脂ライニングタンクが提案されている。
図４において、１は筒袋状に成形されたフッ素樹脂ライニング材、２はライニング材を覆う金属外装缶体を形成している筒形の胴部、２ａは筒形胴部の下側筒口を延長してなる筒形脚部、２ｂは筒形脚部２ａ内に嵌挿可能とした同心状の帽状蓋部であり、前記筒形脚部２ａ内に帽状蓋部２ｂを嵌挿したあと、両者の下端部全周を溶接固定して一体化する。２ｃはその溶接部である。
【０００８】
上記構造によれば、缶体の胴部と蓋部を連結する溶接部がライニングシートから離れているので、ライニング材が溶接熱で破損・溶融するおそれはない。
しかし、上記構造では金属外装缶体の構成材料が増え、加工手数がかかるので、それがコストアップの原因となる。
【０００９】
また、ある容量以上で、ある圧力以上で使用するタンク（圧力容器）構造は、厚生労働省労働局の労働安全衛生法によって定められており、ライニングタンクの外装缶も例外ではない。フッ素樹脂ライニングタンクは、薬液をタンクに貯めて窒素加圧により外部に排出する方法で使用されることが多く、ほとんどが労働安全衛生法の第２種圧力容器に該当する。この第２種圧力容器とは、タンク容量４０Ｌ以上、使用圧力０．２ＭＰａ以上のタンクが該当し、規格に定められた構造で製作し特定機関の検査に合格しなくてはならない。
【００１０】
前述した従来のＢ型タイプのタンクの構造では、外装缶体の胴部と蓋部の溶接部分が、図４のような場所にあり、タンク内部に圧力がかかった場合に、この部分に圧力が集中しやすく変形しやすい。したがって耐圧構造としては不十分である。またこの構造は、規格に定められた構造ではないため、第２種圧力容器となる場合は、従来のＡ型タイプのライニングタンクで対応している。
【００１１】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、製造が簡易で、コストのかからないフッ素樹脂ライニングタンクを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所要の形状に成形されたフッ素樹脂ライニング材を、分割された金属外装缶体で覆って構成するフッ素樹脂ライニングタンクであって、金属外装缶体の分割部分同士を溶接する箇所と前記ライニング材との間に断熱材が設けられており、前記断熱材はポリテトラフルオロエチレンのシートおよびポリイミドのシートの積層体からなり、前記積層体のポリテトラフルオロエチレンのシート側を前記金属外装缶体側に配置することを要旨としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態としては、図１〜図３に示すように、予め筒袋状に成形されたフッ素樹脂ライニング材Ａを金属外装缶体Ｂで覆って構成するフッ素樹脂ライニングタンクにおいて、前記金属外装缶体Ｂは筒形の胴部ｂ１とその両筒口をそれぞれ塞ぐ椀形の蓋部ｂ２，ｂ３とに分割された缶体を用い、上側の蓋部ｂ２は予め胴部ｂ１に突き合わせて溶接固定しておき、下側の蓋部ｂ３は胴部ｂ１に嵌め合わせ自在とし、蓋部ｂ３を嵌め合わせる前に前記筒袋状のライニング材を胴部ｂ１内に挿入配置すると共に、胴部ｂ１と蓋部ｂ３との嵌め合わせによる連結部分とライニング材Ａとの間に断熱材Ｃを配設した状態で前記連結部分を溶接し、この溶接により胴部ｂ１に蓋部ｂ３を一体化する。ｂ４は溶接部である。
【００１４】
前記ライニング材Ａは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の使用が好ましく、回転成形法、ブロー成形法、アイソスタティック成形法等の一体成形方法により、筒袋状とすることができる。
【００１５】
前記ライニング材と分割缶体の連結部分との間に配設される断熱材Ｃは、分割缶体同士を溶接固定する際に、その溶接熱を吸収または断熱することにより、ライニング材が破損しないようにするためのものであり、融点２００℃以上の有機材料または無機材料が使用される。
【００１６】
融点２００℃以上の有機材料としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等のエンジニアプラスチック類が使用できるが、耐熱性、難燃性、高融点であり、なおかつ融点以上でもゲル化して形状を保ちやすいＰＴＦＥが望ましい。さらに、上記に挙げたシートを適宜重ね合わせてもよく、そのなかでポリイミド樹脂とＰＴＦＥを重ね合わせたライニング材は、フッ素樹脂からなるライニング材と断熱材ＰＴＦＥとを融着させないようにするため特に好ましい。
【００１７】
一方、無機材料としてはガラス繊維、ロックウールや石綿等が使用できるが、取り扱いの面からガラス繊維マットまたはこれをクロス状にしたものが特に好ましい。
また、断熱材の厚さとしては、材料の種類によって異なるが、溶接の際の熱量を吸収したり断熱したりする厚さが必要である。例えば、断熱材としてフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）を使用した場合には０．３ｍｍ以上の厚さがあることが望ましい。
【００１８】
なお、図１において、Ｄはタンクを支持する金属支脚であり、この支脚は金属外装缶体Ｂ内にライニング材Ａを入れる前に胴部ｂ１に予め溶接固定されたものである。
【００１９】
本発明のフッ素樹脂ライニングタンクの構成によれば、ライニング材と分割された金属外装缶体の連結部との間に断熱材が介在されているため、溶接箇所をライニングタンクの製造場所で行える利便性があり、かつ金属外装缶体の構成部品数を減らすことができると共に手間も削減でき、製造コストの大幅な低減化が図れる。
【００２０】
【実施例】
図１〜図３に示すフッ素樹脂ライニングタンクにおいて、ライニング材Ａとして、ＰＦＡを回転成形法により、厚さ約２ｍｍの筒袋状に成形したものを用い、このライニング材Ａを覆う金属外装缶体Ｂには、厚さ４．０ｍｍの金属板（ＳＵＳ３０４）で成形した胴部ｂ１、上側の蓋部ｂ２、下側の蓋部ｂ３を用い、上側の蓋部ｂ２は胴部ｂ１に予め突き合わせ溶接固定で一体化しておき、その中に前記筒袋状のライニング材Ａを挿入配置すると共に、蓋部ｂ３が胴部ｂ１に嵌め合わされる連結部分とライニング材の間に、厚さ０．５ｍｍのＰＴＦＥと厚さ０．１２５ｍｍのポリイミドをポリイミド系粘着テープで一体にしてなる帯状の断熱材ＣをＰＴＦＥが金属管体側に向くようにして接着固定しておき、次いで蓋部ｂ３の胴部ｂ１への嵌め合わせによる連結部分を溶接し、この溶接により蓋部ｂ３を胴部ｂ１に固定してライニングタンクを構成した。
【００２１】
上記胴部ｂ１と蓋部ｂ３との連結部分を溶接するとき、連結部分とライニング材Ａとの間には断熱材Ｃが設けられているため、溶接を行っても断熱材が熱を吸収し、かつ断熱することにより、ライニング材の温度上昇を抑え、ライニング材の破損防止に効果のあることが認められた。
また、断熱材Ｃのライニング材側がポリイミド層とされている場合、溶接時にライニング材と断熱材のＰＴＦＥが融着するのを防止できることが認められた。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、製造が簡易で、コストのかからないフッ素樹脂ライニングタンクが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すフッ素樹脂ライニングタンクの正面図である。
【図２】分割された胴部と下側蓋部とを溶接で連結する部分の拡大断面図である。
【図３】前記溶接連結部分の概略構成図である。
【図４】従来のフッ素樹脂ライニングタンクの断面図である。
【符号の説明】
１  筒袋状に成形したライニング材
２  金属外装缶体
２ａ  筒形胴部の延長脚部
２ｂ  帽状蓋部
２ｃ  溶接部
Ａ  筒袋状に成形したライニング材
Ｂ  金属外装缶体
ｂ１  筒形の胴部
ｂ２  上側の蓋部
ｂ３  下側の蓋部
ｂ４  溶接部
Ｃ  断熱材
Ｄ  金属支脚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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