(57)【要約】  エラストマー材料で気密容器（１）を作成する方法は、２つ以上の分離されたエラストマー部分（２）、（３）を提供することと、接着端（５）の接着表面（６）を洗浄すること及び／又は粗面化することと、以前に洗浄された、脱脂された、及び／又は、粗面化された接着表面（６）上に接着剤（７）を適用することと、容器（１）を形成するために、部分（２）、（３）を組み立てることと、接着表面（６）の間に、まだ硬化されていない未処理のエラストマーテープ（８）を挿入することと、重ねられた接着端（５）に冷圧を適用することと、未処理のテープ（８）の硬化を熱的に活動化するために、重ねられた接着端（５）を加熱することと、接着領域を冷却することを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー材料で気密容器（１）を作成する方法であって、
Ａ）最初は互いに分離された、３次元のシェルの形状の２つ以上のエラストマー部分（２）、（３）を提供する工程と、
Ｂ）エラストマー容器（１）の最終的な形状を得るために、１つ以上の接着端（５）に沿って接着することによって、前記最初に分離されたエラストマー部分（２）、（３）を接続する工程と、
Ｃ）前記接着されたエラストマー容器（１）の圧力のもとで、密封の検査をする工程とを備え、
前記接着端（５）に沿って前記エラストマー部分（２）、（３）を接続する工程Ｂ）は、
Ｂ１）前記接着端（５）の接着表面（６）を、洗浄すること、及び／又は、粗面化することと、
Ｂ２）前もって洗浄された、脱脂された、及び／又は、粗面化された前記接着表面（６）上に、低温硬化接着作用で、接着剤（７）を適用することと、
Ｂ３）前記エラストマー容器（１）を形成するために、前記エラストマー部分（２）、（３）を組み立てることと、互いに接着されるように意図される前記接着表面（６）の間に、まだ硬化されていない、又は、まだ完全に硬化されていない未処理のエラストマーテープ（８）を挿入することと、
Ｂ４）間に挿まれた前記未処理のテープ（８）で重ねられた前記接着端（５）において、前記エラストマー部分（２）、（３）に冷圧（ｃｏｌｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を適用し、この圧力は、前記接着端（５）の壁平面を横断する加圧方向で作動することと、
Ｂ５）前記接着された領域を密封するべく、前記未処理のテープ（８）の硬化を熱的に活動化するために、前記重ねられた接着端（５）を加熱することと、
Ｂ６）前記接着された領域を冷却することと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記エラストマー部分（２）、（３）は、閉じられた丸みを帯びた底を有するカップの形状を有する底半分のシェル（２）と、弓形の丸みを帯びた底と突起部分（４）とを有するカップの形状を有する弓形の半分のシェル（３）とを備え、
前記エラストマー部分（２）、（３）は、射出成型を用いて別々に製造され、前記射出成型の工程の間、接着表面（５）を提供するために、前記接着端（４）は、例えば斜面のように成形される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程Ｂ１）の間、前記洗浄することは、イソプロパノール石鹸、又は、メチルエチルケトンを用いて実行され、前記接着表面（６）の粗面化は、研削又はプラズマ処理を用いて実行される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
工程Ｂ２）において、前記接着表面（６）は、前記接着剤（７）で、好ましくはクロロプレン接着剤で被覆され、適用されている前記接着剤層（７）の均一性は、その後目視検査照明によって検査される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記未処理のテープ（８）は、前記エラストマー部分（２）、（３）と同じ出発エラストマー材料から作成されるが、まだ完全に硬化されていない、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
工程Ｂ３）において、ポリマー部分（２）、（３）が挿入され、これらのうちの１つは、前記ポリマー部分（２）、（３）の適切な位置決めと、互いに接続されるように意図される前記接着端（５）の適切な重なりとを確実にするために、ロッキング冶具において、前記未処理のテープ（８）が既に提供されている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記エラストマー容器（１）に、前記接着された領域において、適切な重なる形状をとらせて維持させるために、前記ロッキング冶具と前記ポリマー部分（２）、（３）との間に真空を適用することを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記工程Ｂ４）は、前もって組み立てられた前記エラストマー部分（２）、（３）を、プレス１７中に挿入すること、及び前記プレス（１７）で、３秒よりも長い加圧時間の間、重なっている前記接着端（５）上に分配される１５００ｋＮと２０００ｋＮの間の範囲に及ぶ力を働かせることを備える、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記工程Ｂ５）は、既に室温接着された前記エラストマー容器（１）を、少なくとも前記接着端（５）に沿って前記接着された領域において接着された、前記容器（１）の形状を実質的に有する内部空洞（１０）を備えた閉じられた型（９）の中に挿入することと、前記閉じられた型（９）の空洞（１０）に対して、６バールから９バールの圧力、又は約７バールの圧力によって、前記エラストマー容器（１）を内部で加圧することと、前記空洞（１０）の壁（１２）に接続された加熱手段（１１）を用いて、２０秒と２５秒の間の範囲に及ぶ時間の間、１１０℃から１４０℃の、好ましくは約１３０℃の温度で、前記接着端（５）を加熱することとを備える、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記閉じられた型（９）の前記内部空洞（１０）において取り外し可能に位置付けられ得る１つ以上の成形された挿入物（１８）を用いて、前記エラストマー容器（１）の形状に対して、前記空洞（１０）の形状を調整して適応することを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記接着表面（６）の幅（１６）は、２５ｍｍと３５ｍｍ、好ましくは約３０ｍｍとの間の範囲に及び、
前記エラストマー容器（１）の前記エラストマー部分（２）、（３）のベースのエラストマー材料は、ニトリルゴムＮＢＲ、又は、ポリクロロプレンベースのゴムであり、
前記エラストマー部分（２）、（３）の壁の厚さは、２ｍｍと５ｍｍ、好ましくは約３ｍｍとの間の範囲に及ぶ、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
圧力容器（１５）を製造する方法であって、
耐圧性の外部シェル（１４）を準備することと、
請求項１ないし１１のうちのいずれか一項に記載の方法を用いて、気密エラストマー容器（１）を製造することと、
前記外部シェル（１４）において、前記エラストマー容器（１）を実装することと
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、エラストマー材料（ゴム）で気密容器を作成する方法と、加圧された気体容器を作成することである。
【背景技術】
【０００２】
エラストマー材料における気密容器は、例えば、複合材料の気体シリンダのような加圧された気体容器の内部ライニングとして使用されるが、ここで、これら容器は気密性機能を実行し、その間、容器の外部ハウジングは、蓄積された気体圧力に由来する機械的な圧迫に耐える。このような圧力容器のいくつかの異なる形状及びサイズとともに、加圧された気体容器の複雑な形状及び大きなサイズのせいで、エラストマー材料（内部のエラストマー嚢）でこのような気密容器を作成する処理には、信頼できる繰り返し可能な方法で、及び、大量生産において、所望の形状及びサイズを取得することに関連して、このようなゴム容器を大量生産することの厳しさ及び実現可能性に関連して、依然として課題がある。
【発明の概要】
【０００３】
したがって、先行技術の欠点を少なくとも部分的に避けるための特徴を有する、エラストマー材料（ゴム）で気密容器を作成する方法と、圧力容器を作成する方法とを提供することが、本発明の目的である。
【０００４】
これらの目的及び他の目的は、請求項１に記載の方法を用いて達成される。従属請求項は、有利な実施形態に関連する。
【０００５】
発明をより良く理解して、その利点を認識するために、図面を参照して、いくつかの限定的でない、例示的な実施形態を以下に説明しよう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、エラストマー材料における気密嚢によって形成された内部ライニングが提供された圧力容器の断面図である。
【図２】図２は、例えばエラストマー嚢の形態において、気密容器を形成するために結合されるように意図された、エラストマー材料における２つの半分のシェルを示している。
【図３】図３は、本発明による方法によって取得される、エラストマー材料における気密容器を示している。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施形態による、エラストマー材料における気密容器の接着領域の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施形態による、エラストマー材料における気密容器の接着領域の断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の実施形態による、エラストマー材料における気密容器の接着領域の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施形態による、エラストマー容器を作成する方法における工程を示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施形態による、エラストマー容器を作成する方法における工程を示している。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の実施形態による、エラストマー容器を作成する方法における工程を示している。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明の実施形態による、エラストマー容器を作成する方法における工程を示している。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本発明の実施形態による、エラストマー容器を作成する方法における工程を示している。
【図６】図６は、実施形態による、方法工程、及び、方法工程を実現するための機器を示している。
【図７】図７は、実施形態による、方法工程、及び、方法工程を実現するための機器を示している。
【図８】図８は、実施形態による、さらなる方法工程、及び、さらなる方法工程を実現するための機器を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面に関連して、エラストマー材料で気密容器１を作成する方法は、次の工程を備える。
【０００８】
Ａ）開いている３次元のシェルの形状における、最初に互いから分離された２つ以上のエラストマー部分２、３を提供する工程を備える。例えば、下半分のシェル２は、閉じられた丸みを帯びた底を有するカップの形状を有し、弓形の半分のシェル３は、弓形の丸みを帯びた底と突起部分４とを有するカップの形状を有する（図２）。
【０００９】
エラストマー部分２、３（又は、言い換えれば、半分の嚢２、３）は、エラストマー材料を硬化することが伴われる射出成型を用いて、別々に製造されてよい。
【００１０】
成型する工程の間、その後の接着動作のための、より広い接触及び接着表面を提供するために、接着端４は、例えば、斜面のように、すなわち、接着端４の壁平面に関して斜めの切断面のように、適切に成形されるか、又は、外形が作られてよい（図４Ａ乃至Ｃ）。
【００１１】
Ｂ）エラストマー容器１の所望される最終的な形状を取得するために、１つ以上の接着端５に沿って接着することによって、最初に分離されたエラストマー部分２、３を接続する工程を備える。
【００１２】
接着端５に沿ってエラストマー部分２、３を接続する工程Ｂ）は、次のことを備えてよい。
【００１３】
Ｂ１）接着端５の接着表面６を、機械的に（研削によって）、又は、化学的に（腐食性物質、例えば酸で処理することによって）のいずれかで、洗浄すること、脱脂すること、及び／又は、粗面化すること。
【００１４】
洗浄は、イソプロパノール石鹸、メチルエチルケトン、又は、他の化学物質を用いて実行されてよい。接着表面６の粗面化は、研削又はプラズマ処理を用いて実行されてよい（図５Ａ）。
【００１５】
Ｂ２）好ましくは、前もって洗浄された、脱脂された、及び／又は、粗面化された接着表面６上に、低温硬化接着作用で、接着剤７（下塗り剤）を適用すること（図５Ｂ）。
【００１６】
接着表面６は、筆、ローラー、へら、又はスプレーを用いて、接着剤（例えば、クロロプレン）で被覆されてよい。さらに、適用される下塗りレイヤの均一性が、目視検査照明（非破壊試験）を用いて検査され得る。
【００１７】
Ｂ３）容器を形成するために、部分２、３を組み立て、互いに接着されるように意図される２つの接着表面６の間に、それぞれ、必ずしも必要ではないが、好ましくは、部分２、３と同じ出発エラストマー材料である、まだ完全に硬化されていない未処理のエラストマーテープ８（「未処理の」未加硫ゴム）を挿入し、ここで、接着表面６は、その後、接着剤７を用いて、未処理のテープ８の介在により、２つの接着表面６を重ねて接着すること（図５Ｃ）。
【００１８】
この目的のために、部分２、３（半分のシェル又は半分の嚢）を挿入することは有利であり、これら部分のうちの１つは、互いに接続されるように意図される、適切な接着端５の重なりを有する部分２、３の適切な位置決めを確実にするために、（示されていない）ロッキング冶具において、テープ８が既に適用されている。
【００１９】
さらに、容器１に適切な重なる形状をとらせて維持させるために、冶具とポリマー部分２、３との間に真空が適用され得る。
【００２０】
未処理のテープ８は、０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さ、及び、１５ｍｍ〜２５ｍｍの、好ましくは２０ｍｍの幅を有してよい。
【００２１】
Ｂ４）接着端５の壁平面を横断する加圧方向で、間に挿まれた未処理のテープ８で重ねられた接着端５において、部分２、３に（冷）圧（（ｃｏｌｄ）ｐｕｒｅｓｓｕｒｅ）を適用すること（図５Ｄ）。この目的のために、前もって組み立てられた部分２、３をプレス１７中に挿入して（図６、図７）、接着領域５に対して、接着剤（下塗り剤）７を室温接着（ｃｏｌｄ  ｇｌｕｉｎｇ）する作用を活性化するように適応された圧力を働かせることは、有利である。
【００２２】
例として、プレス９は、重ねられた接着端５上に分配される、２０００ｋＮ（２００トン）の力を働かせてよい。加圧時間は、数秒であり、例えば、３秒〜５秒〜２０秒である。
【００２３】
Ｂ５）接着された領域の密封を提供するために、テープ８の硬化を熱的に活動化するために、重ねられた接着端５を加熱すること（図５Ｅ）。
【００２４】
この目的のために、以前のプレスする動作の間に既に室温接着された容器１を、容器１の形状を有する内部空洞１０を備えた密閉型９の中に挿入することは有利であり、これは、少なくとも接着端５に沿った接着領域において接着され、密閉型９の空洞１０に対し、６バールから９バール、好ましくは約７バールまでの範囲の圧力で、容器１を内部で加圧して（膨張させ）、空洞１０の壁１２に接続された加熱手段１１（例えば、１つ以上の電気抵抗器）を介して、接着領域（重ねられた接着端５）を加熱する。熱処理には、１１０℃から１４０℃の、好ましくは、１３０℃の温度で、約２０〜２５秒間の適用を含む。
【００２５】
このような動作は、最初に「未処理の」テープ８の硬化（硫化）を引き起こし、したがって、結合された部分２、３の接着端５の完全な気密性を確実にする。
【００２６】
さらに、外側からの加熱に対して、代替的に又は付加的に、テープ８の硬化をさらに改善するか又は加速するために、接着端５における、（型９において保持された）エラストマー容器１内で、さらに加熱する手段が位置付けられてよい。
【００２７】
型９は、有利なことに、容器１の形状に対して空洞１０の形状を調整して適応するように、内部空洞１０において取り外し可能に位置付けられ得る１つ以上の成形された挿入物１８を備える。
【００２８】
接着区域の幅１６、すなわち、接着表面６の幅は、２５ｍｍから３５ｍｍ、好ましくは約３０ｍｍまでの範囲にある。
【００２９】
Ｂ６）接着領域を冷却すること。
【００３０】
Ｃ）接着されたエラストマー容器１の圧力のもとで、密封を検査することを備える。接着されたエラストマー容器１は、その後、型９から取り外され、容器１は空気冷却される。耐圧性試験は、漏えいを捜すために、浸漬によって、又は、アコースティックエミッション又は石鹸液を用いて実行されてよい。
【００３１】
容器１の部分２、３のベースのエラストマー材料は、有利なことに、ブナＮ（Ｂｕｎａ−Ｎ）、ペルブナン（Ｐｅｒｂｕｎａｎ）、又はＮＢＲとしても知られているニトリルゴムである。これは、合成ゴム、アクリロニトリル（ＡＣＮ）−ブタジエン共重合体である。特定の使用のニーズにしたがうと、ポリクロロプレンベースのゴム（ネオプレンゴム）、又は、シリコンベースのゴム（シリコンゴム）のような他のゴムが使用されてよい。
【００３２】
部分２、３の壁の厚さは、圧力容器１５の内部のライニングとしての用途のために、２ｍｍから５ｍｍ、好ましくは約３ｍｍである。
【００３３】
限定的でない例として、容器１の全体の長さは、５００ｍｍから１０００ｍｍまで、例えば、約７００ｍｍであってよく、その直径は、約２７０ｍｍであってよい。
【００３４】
エラストマー容器１は、したがって、圧力容器１５を作成する過程を完了するために、圧力容器１５の外部シェル１４、例えば、複合材料から作成された気体シリンダ（タイプＩＶシリンダ）において実装されることによって取得される。
【００３５】
ここで説明された製造する方法は、容器１の３次元の形状とサイズとに関連して、より高い多用性を可能にし、容器１の秀逸な気密性を確実にし、そして、大量生産処理を容易に実現し得る。
【００３６】
当業者は、明らかに、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の保護の範囲から全く逸脱することなく、本発明による製造する方法に対して、さらなる変更及び変動を行ってよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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