DE112011105750B4 - Herstellungsverfahren für einen Hochdruck-Gastank - Google Patents

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Abstract

Herstellungsverfahren für einen Hochdruck-Gastank, mit den Schritten:(a) Bereitstellen eines Tanks, der so ausgebildet ist, dass er eine Faserschicht aufweist, die auf einer äußeren Oberfläche des Tankbehälters durch Wickeln von Verstärkungsfasern gebildet ist, welche mit einem in Wärme aushärtenden Harz imprägniert sind; und(b) Durchführen eines thermischen Aushärteprozesses, der den Tankbehälter erwärmt, um das in Wärme aushärtende Harz thermisch auszuhärten und hierdurch eine faserverstärkte Harzschicht zu formen, und Durchführen eines Blasenbeseitigungsprozesses zur Vermeidung der Ausbildung von Luftblasen in der faserverstärkten Harzschicht in jedem von mehreren Zeiträumen, während der thermische Aushärteprozess ausgeführt wird, wobeider Blasenbeseitigungsprozess zumindest einen von drei Prozesstypen umfasst, welche einem ersten Prozesstyp, der die Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters verändert, während sich der Tankbehälter dreht, einem zweiten Prozesstyp, der ein Fluid in Richtung hin zu dem Tankbehälter sprüht, und einem dritten Prozesstyp, der ein Antischaummittel auf die Oberfläche der Faserschicht aufbringt, entsprechen, undder Blasenbeseitigungsprozess das Durchführen eines Prozesstyps aus dem zweiten Prozesstyp und dem dritten Prozesstyp in jedem von mehreren unterschiedlichen Zeiträumen, in welchen sich die Fließfähigkeit des in Wärme aushärtenden Harzes unterscheidet, oder das kombinierte Durchführen unterschiedlicher Prozesstypen, welche aus den drei Prozesstypen ausgewählt werden und zu unterschiedlichen Zeiten gestartet werden, umfasst.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruck-Gastank.
  • Stand der Technik
  • In einigen Anwendungen kann ein Hochdruck-Gastank an einem fahrbaren Körper wie zum Beispiel einem Brennstoffzellenfahrzeug montiert sein und dementsprechend besteht ein Bedarf dahingehend, das Gewicht des Hochdrucktanks zu verringern. Das Herstellungsverfahren des Hochdruck-Gastanks durch ein Faserwickelverfahren (nachfolgend als „FW-Verfahren“) ist bekannt als ein Verfahren zur Verringerung des Gewichts des Hochdruck-Gastanks (siehe zum Beispiel JP 2010 - 223 243 A ). Beim Herstellungsverfahren für den Hochdruck-Gastank durch das FW-Verfahren werden mit einem in Wärme aushärtenden Harz, wie zum Beispiel einem Epoxidharz, imprägnierte Verstärkungsfasern an der äußeren Umfangsfläche eines als Einlage bzw. Unterlage bezeichneten Harz-Tankbehälters gewickelt, und dann wird das in Wärme aushärtende Harz der Verstärkungsfasern thermisch ausgehärtet, um eine faserverstärkte Harzschicht zu bilden.
  • Während des thermischen Aushärteprozesses des in Wärme aushärtenden Harzes kann beim FW-Verfahren jedoch innerhalb des in Wärme aushärtenden Harzes oder zwischen den Verstärkungsfasern enthaltene Luft allmählich nach außen wandern und Luftblasen bilden, was Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der faserverstärkten Harzschicht verursachen kann. Diese durch die Luftblasen an der Oberflächenschicht des Hochdruck-Gastanks verursachten Unregelmäßigkeiten können Dimensionsfehler des Hochdruck-Gastanks verursachen und zu einer verschlechterten Montage des Hochdruck-Gastanks führen. Derartige Unregelmäßigkeiten an der Oberflächenschicht können auch das ästhetische Erscheinungsbild des Hochdruck-Gastanks nachteilig beeinflussen.
  • Darüber hinaus offenbart die DE 695 30 126 T2 ein Druckgefäß mit einer Innenhülle, die als Gassperre dienen kann, und einer druckfesten Außenhülle aus faserverstärktem Kunststoff, der aus einem Harz und Verstärkungsfasern erhalten wurde und so angeordnet ist, dass er die Innenhülle bedeckt, wobei die Außenhülle eine Schicht aus Verstärkungsfasern, die relativ zur Axialrichtung des Druckgefäßes in einem Winkel im Bereich von ±5° bis ± 50° angeordnet sind, und eine Schicht aus Verstärkungsfasern umfasst, die relativ zur Axialrichtung in einem Winkel im Bereich von ±75° bis ±105° angeordnet sind, wobei die Außenhülle einen Zugelastizitätsmodul von 35 GPa oder mehr und eine Zugbruchlast von 1,5 % oder mehr aufweist.
  • Weiterer relevanter Stand der Technik ist in den folgenden Druckschriften offenbart:
  • JP H09- 203 496 A JP 2009-174 700 A JP 2010 - 125 826 A JP 2010 - 264 718 A DE 18 06 108 A DE 12 19 213 B DE 17 04 710 A
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technische Problemstellung
  • Dementsprechend besteht ein Bedarf dahingehend, die Luftblasen zu reduzieren, welche sich in der Oberfläche einer faserverstärkten Harzschicht bei einem Hochdruck-Gastank ausbilden können.
  • Lösung des Problems
  • Die vorstehende Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
  • Nachstehend sind verschiedene Aspekte und Ausfürungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Aspekt 1
  • Herstellungsverfahren für einen Hochdruck-Gastank, mit den Schritten:
    1. (a) Bereitstellen eines Tankbehälters, der so ausgebildet ist, dass er eine Faserschicht aufweist, die auf einer äußeren Oberfläche des Tankbehälters durch Wickeln von Verstärkungsfasern gebildet ist, welche mit einem in Wärme aushärtenden Harz imprägniert sind; und
    2. (b) Durchführen eines thermischen Aushärteprozesses, der den Tankbehälter erwärmt, um das in Wärme aushärtende Harz thermisch auszuhärten und hierdurch eine faserverstärkte Harzschicht zu formen, und Durchführen eines Blasenbeseitigungsprozesses zur Vermeidung der Ausbildung von Luftblasen in der faserverstärkten Harzschicht in mehreren unterschiedlichen Stufen während des thermischen Aushärteprozesses.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß diesem Aspekt führt den Blasenbeseitigungsprozess in mehreren unterschiedlichen Stufen während der Erwärmung des Tankbehälters zum Härten des in Wärme bzw. unter Wärmeeinwirkung aushärtenden Harzes durch. Dies vermeidet effizient die Ausbildung von Luftblasen in bzw. an der faserverstärkten Harzschicht. Insbesondere erfordert dies nicht irgend eine zusätzliche Oberflächenbehandlung, um die Oberfläche der faserverstärkten Harzschicht nach der Aushärtung des in Wärme aushärtenden Harzes endzubearbeiten.
  • Aspekt 2
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 1, wobei die mehreren unterschiedlichen Stufen vorab entsprechend einer Variation in der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes festgelegt werden.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß diesem Aspekt führt einen geeigneten Blasenbeseitigungsprozess in einer schrittweisen Art entsprechend der Variation in der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes während des thermischen Aushärteprozesses durch, wodurch die Ausbildung von Luftblasen noch effizienter vermieden wird.
  • Aspekt 3
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 1, wobei der Schritt (b) die Erfassung des Zustands des in Wärme aushärtenden Harzes und die Bestimmung von Details des Blasenbeseitigungsprozesses basierend auf dem erfassten Zustand enthält.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß diesem Aspekt bestimmt in geeigneter Weise die Details des Blasenbeseitigungsprozesses entsprechend dem Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes während des thermischen Aushärteprozesses und führt den Blasenbeseitigungsprozess entsprechend den ermittelten Details in den mehreren unterschiedlichen Stufen durch. Die Durchführung des geeigneten Blasenbeseitigungsprozesses entsprechend der aktuellen Zustandsveränderung des in Wärme aushärtenden Harzes verhindert noch effizienter die Ausbildung von Luftblasen. Der „Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes“ kann zum Beispiel die Viskosität, die Fluidität bzw. Fließfähigkeit und die Durchflussmenge bzw. Fließrate des in Wärme aushärtenden Harzes, den Zustand der Luftblasenbildung, wie zum Beispiel die Anzahl und die Größe der in dem in Wärme aushärtenden Harz ausgebildeten Luftblasen, und die Dicke einer auf der Oberfläche des Tankbehälters ausgebildeten Beschichtung des in Wärme aushärtenden Harzes enthalten. Die „Details des Blasenbeseitigungsprozesses“ können zum Beispiel die Art des Blasenbeseitigungsprozesses, die Prozesszeit, der Startzeitpunkt des Prozesses, die Materialien und die Ausrüstung, welche für den Prozess verwendet werden, und andere Prozessbedingungen enthalten.
  • Aspekt 4
  • Das Herstellungsverfahren nach irgend einem der Aspekte 1 bis 3, wobei der Blasenbeseitigungsprozess einen ersten Prozess enthält, welcher das auf einer äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordnete, in Wärme aushärtende Harz veranlasst, durch eine äußere Kraft vom Tankbehälter entfernt zu werden, wenn sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes auf ein spezifiziertes Viskositätsniveau verändert.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß diesem Aspekt verringert die Menge des in der Oberfläche der Faserschicht während des thermischen Aushärteprozesses enthaltenen, in Wärme aushärtenden Harzes, wodurch die Quantität der in bzw. an der Oberflächenschicht des in Wärme aushärtenden Harzes ausgebildeten Luftblasen abnimmt.
  • Aspekt 5
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 4, wobei der thermische Aushärteprozess das Drehen des Tankbehälters während der Erwärmung mit einer spezifizierten Drehgeschwindigkeit enthält, und wobei der erste Prozess eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters enthält, wenn sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes auf eine erste Viskosität als das spezifizierte Viskositätsniveau verändert und hierdurch erleichtert, dass das in Wärme aushärtende, an der äußeren Oberfläche der Faserschicht vorliegende Harz fließt und aufgrund der Schwerkraft von der äußeren Oberfläche des Faserschicht in Richtung der Schwerkraftwirkung bzw. Gravitation herab fällt.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt nutzt den Vorteil der Schwerkraft, um die Menge des in bzw. an der Oberfläche der Faserschicht enthaltenen, in Wärme aushärtenden Harzes wirksam zu verringern.
  • Aspekt 6
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 4 oder 5, wobei der erste Prozess ein Aufsprühen eines Fluids zur Aufbringung einer externen Kraft auf das in Wärme aushärtende, an der äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordnete Harz enthält, um das in Wärme aushärtende Harz von dieser Faserschicht zu entfernen.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesen Aspekt sprüht das Fluid zur Beaufschlagung eines äußeren Bereichs des in Wärme aushärtenden Harzes, um so wirksam die Menge des in Wärme aushärtenden Harzes zu reduzieren, das in der Oberfläche bzw. im Oberflächenbereich der Faserschicht enthalten ist.
  • Aspekt 7
  • Das Herstellungsverfahren nach irgend einem der Aspekte 4 bis 6, wobei der erste Prozess das Aufbringen eines Lösungsmittels, welches in der Lage ist, das in Wärme aushärtende Harz aufzulösen bzw. zu zersetzen, auf die Oberfläche der Faserschicht enthält, um ein Fließen des in Wärme aushärtenden Harzes zu erleichtern.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt fördert das Fließen des in Wärme aushärtenden Harzes, welches in bzw. an der Oberfläche der Faserschicht enthalten ist, wodurch die Beseitigung des in Wärme aushärtenden Harzes von der Oberfläche der Faserschicht erleichtert wird.
  • Aspekt 8
  • Das Herstellungsverfahren nach irgend einem der Aspekte 1 bis 7, wobei der Blasenbeseitigungsprozess einen zweiten Prozess enthält, bei dem ein Fluid zum Zerbrechen von Luftblasen aufgesprüht wird, welche in dem in Wärme aushärtenden Harz ausgebildet und an einer äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordnet sind.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt sprüht das Fluid auf, um die in der Faserschicht während des thermischen Aushärteprozesses ausgebildeten Luftblasen zu zerbrechen, um so die in bzw. an der Oberfläche der faserverstärkten Harzschicht verbliebenen Luftblasen zu reduzieren.
  • Aspekt 9
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 8 in Abhängigkeit von irgend einem der Aspekte 4 bis 7, wobei der zweite Prozess nach einem Start des ersten Prozesses und nachdem sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes auf eine spezifizierte zweite Viskosität geändert hat, welche höher als die erste Viskosität ist, durchgeführt wird.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt führt den ersten Prozess basierend auf der Fließfähigkeit aus, wenn das in Wärme aushärtende Harz eine hinreichende Fließfähigkeit hat, während es den zweiten Prozess zum Zerbrechen der Luftblasen ausführt, nachdem die Fließfähigkeit abgesunken ist. Die geeignete Kombination dieser Prozesse wird daher in einer schrittweisen Art entsprechend der Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes ausgeführt. Dies verhindert noch zuverlässiger die Ausbildung der Luftblasen in der faserverstärkten Harzschicht.
  • Aspekt 10
  • Das Herstellungsverfahren nach irgend einem der Aspekte 1 bis 9, wobei der Blasenbeseitigungsprozess einen dritten Prozess enthält, bei dem eine Harzlösung auf die Oberfläche der Faserschicht aufgebracht wird, welche als Schaumzerstörer bzw. Antischaummittel dient.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt beaufschlagt den Schaumzerstörer während des thermischen Aushärteprozesses, wodurch effizient die Ausbildung von Luftblasen vermieden wird.
  • Aspekt 11
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 10, wobei der dritte Prozess wenigstens zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, nach dem sich eine Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes von einer sinkenden Tendenz zu einer ansteigenden Tendenz ändert.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt bringt den Schaumzerstörer auf, nachdem die Fließfähigkeit des unter Wärmeeinwirkung aushärtenden Harzes absinkt. Dies hindert den Schaumzerstörer daran, mit dem in Wärme aushärtenden Harz von der Oberfläche der Faserschichten abzufließen und entfernt zu werden, wodurch eine Reduzierung des Antischaumeffektes vermieden wird.
  • Aspekt 12
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 10 oder 11, wobei der dritte Prozess ausgeführt wird:
    1. (i) zu einem ersten Zeitpunkt, wenn eine Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes in einer sinkenden Tendenz vorliegt;
    2. (ii) zu einem zweiten Zeitpunkt, nachdem sich die Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes von einer sinkenden Tendenz zu einer ansteigenden Tendenz ändert; und
    3. (iii) zu einem dritten Zeitpunkt, nachdem die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes über ein zum zweiten Zeitpunkt gegebenes Viskositätsniveau ansteigt.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt bringt den Schaumzerstörer zu den geeigneten Zeitpunkten während des thermischen Härteprozesses auf, wodurch der schaumzerstörende Effekt des Antischaummittels sichergestellt wird.
  • Aspekt 13
  • Das Herstellungsverfahren nach Aspekt 10 in Abhängigkeit von Aspekt 9, wobei der dritte Prozess zu einem Zeitpunkt nach einem Start des ersten Prozesses, jedoch vor einem Start des zweiten Prozesses und zu einem Zeitpunkt, wenn sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes auf eine spezifizierte zweite Viskosität verändert, ausgeführt wird.
  • Das Herstellungsverfahren nach diesem Aspekt führt den dritten Prozess zu geeigneten Zeitpunkten in Kombination mit dem ersten Prozess und der zweiten Prozess aus. Hierdurch wird noch effizienter die Ausbildung von Luftblasen in der faserverstärkten Harzschicht vermieden.
  • Aspekt 14
  • Eine Fertigungsvorrichtung für einen Hochdruck-Gastank, mit: einem Prozessmodul zur thermischen Aushärtung, welches zum Erwärmen eines Tankbehälters ausgebildet ist, der eine an der äußeren Oberfläche des Tankbehälters durch Wickeln von mit einem in Wärme aushärtenden Harz imprägnierten Verstärkungsfasern ausgebildete Faserschicht aufweist, um so das in Wärme aushärtende Harz thermisch auszuhärten und hierdurch eine faserverstärkte Harzschicht zu formen; und mit einem Prozessmodul für die Beseitigung von Blasen, welches zur Durchführung eines Blasenbeseitigungsprozesses zur Vermeidung der Ausbildung von Luftblasen in der faserverstärkten Harzschicht in mehreren unterschiedlichen Stufen ausgebildet ist, während der Tankbehälter durch das Prozessmodul für die thermische Aushärtung erwärmt wird.
  • Im Fertigungsverfahren nach diesem Aspekt führt das Prozessmodul für die Beseitigung von Blasen den Blasenbeseitigungsprozess in mehreren unterschiedlichen Stufen während des thermischen Aushärteprozesses durch das Prozessmodul für die thermische Aushärtung durch. Dies verhindert effizient die Ausbildung von Luftblasen in bzw. an der faserverstärkten Harzschicht auf dem Tankbehälter.
  • Aspekt 15
  • Die Fertigungsvorrichtung nach Aspekt 14, wobei die mehreren unterschiedlichen Stufen vorab entsprechend einer Variation in der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes festgelegt werden.
  • Die Fertigungsvorrichtung nach diesem Aspekt führt den Blasenbeseitigungsprozess in geeigneten Stufen entsprechend der Variation in der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes während des thermischen Aushärteprozesses durch.
  • Aspekt 16
  • Die Fertigungsvorrichtung nach Aspekt 14, wobei das Prozessmodul für die thermische Aushärtung eine Prozessbestimmungseinheit enthält, welche dazu ausgebildet ist, um den Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes zu erfassen und basierend auf dem erfassten Zustand Details des Blasenbeseitigungsprozesses zu bestimmen.
  • Die Fertigungsvorrichtung nach diesem Aspekt bestimmt in geeigneter Weise die Details des Blasenbeseitigungsprozesses entsprechend dem Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes während des thermischen Aushärteprozesses durch das Prozessmodul für die thermische Härtung, und führt den Blasenbeseitigungsprozess anhand der bestimmten Details in mehreren unterschiedlichen Stufen durch. Dies ermöglicht die Durchführung eines geeigneten Blasenbeseitigungsprozesses entsprechend einer tatsächlichen Zustandsänderung des in Wärme aushärtenden Harzes, wodurch noch effizienter die Ausbildung von Luftblasen vermieden wird.
  • Aspekt 17
  • Die Fertigungsvorrichtung nach irgend einem der Aspekte 14 bis 16, wobei das Prozessmodul für die Beseitigung der Blasen einen ersten Prozess durchführt, der die Beseitigung des in Wärme aushärtenden, an einer äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordneten Harzes vom Tankbehälter durch eine externe Kraft bewirkt, wenn sich die Viskosität des sich in Wärme aushärtenden Harzes auf ein spezifiziertes Viskositätsniveau verändert.
  • Die Fertigungsvorrichtung nach diesem Aspekt reduziert die Menge des an der Oberfläche der Faserschicht während des thermischen Härteprozesses durch das Prozessmodul für thermische Aushärtung enthaltenen, unter thermischer Einwirkung aushärtenden Harzes, wodurch die Quantität der in der Oberflächenschicht des in Wärme aushärtenden Harzes ausgebildeten Luftblasen abnimmt.
  • Aspekt 18
  • Die Fertigungsvorrichtung nach irgend einem der Aspekte 14 bis 17, wobei das Prozessmodul für die Beseitigung der Blasen ein Fluid-Sprühmodul enthält, welches so ausgebildet ist, dass es einen zweiten Prozess ausführt, bei dem ein Fluid zum Zerbrechen der Luftblasen versprüht wird, die in dem an der äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordneten, in Wärme aushärtenden Harz ausgebildet sind.
  • Die Fertigungsvorrichtung nach diesem Aspekt sprüht das Fluid auf, um direkt die Luftblasen zu zerbrechen, welche während des thermischen Aushärteprozesses in der Faserschicht ausgebildet werden, wodurch die in der Oberfläche der faserverstärkten Harzschicht verbliebenen Luftblasen verringert werden.
  • Aspekt 19
  • Die Fertigungsvorrichtung nach irgend einem der Aspekte 14 bis 18, wobei das Prozessmodul für die Beseitigung der Blasen ein Antischaummittel- bzw. Schaumzerstörer-Aufbringmodul aufweist, welches zum Aufbringen einer als Antischaummittel bzw. Schaumzerstörer dienenden Harzlösung auf die Oberfläche der Faserschicht dient.
  • Die Fertigungsvorrichtung nach diesem Aspekt bringt den Schaumzerstörer während des thermischen Aushärteprozesses auf, wodurch wirksam die Ausbildung von Luftblasen verhindert wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann unter Einbeziehung von einer Vielzahl von Aspekten ausgeführt werden, wie zum Beispiel dem Herstellungsverfahren und der Fertigungsvorrichtung für den Gastank, Computerprogrammen, welche zur Einbeziehung der Funktionen des Verfahrens und der Vorrichtung ausgeführt werden, und Speichermedien, in welchem derartige Computerprogramme gespeichert sind. Die Erfindung kann auch durch einen mit dem Herstellungsverfahren oder der Fertigungsvorrichtung des Gastanks hergestellten Gastank, durch ein System, wie zum Beispiel ein Brennstoffzellensystem mit einem solchen Gastank, und durch ein Fahrzeug, welches mit einem solchen Gastank ausgerüstet ist, verwirklicht werden.
  • Figurenliste
    • 1 stellt den Ablauf eines Herstellungsverfahrens für einen Hochdruck-Gastank nach dem FW-Verfahren dar;
    • 2A bis 2C sind Darstellungen, welche einen Schritt zur Bereitstellung eines Tanks illustrieren;
    • 3 zeigt schematisch die Struktur einer thermischen Härtevorrichtung, in welcher ein thermischer Aushärteprozess durchgeführt wird;
    • 4A und 4B sind Darstellungen, welche den Mechanismus zur Ausbildung von Luftblasen während des thermischen Aushärteprozesses im Detail darstellen;
    • 5A und 5B zeigen Bilder von in der Harzbeschichtung ausgebildeten Luftblasen;
    • 6 ist ein Diagramm, welches die Zeiträume zeigt, wenn kleine dickwandige Blasen und große dünnwandige Blasen während des thermischen Aushärteprozesses ausgebildet werden;
    • 7 ist ein Diagramm, welches die Zeitpunkte des in der thermischen Härtevorrichtung durchgeführten Blasenbeseitigungsprozesses darstellen;
    • 8 ist eine Darstellung, welche den ersten Blasenbeseitigungsprozess illustriert;
    • 9A bis 9C sind Darstellungen, welche die im ersten Blasenbeseitigungsprozess durchgeführte Einwirkung durch eine Luftverteileinheit darstellen;
    • 10 ist eine Darstellung, welche einen zweiten Blasenbeseitigungsprozess illustriert;
    • 11A und 11B sind Bilder, welche eine Veränderung im Zustand der Oberflächenschicht des Tanks durch den Blasenbeseitigungsprozess zeigen;
    • 12 illustriert schematisch die Struktur einer anderen thermischen Härtevorrichtung gemäß einem weiteren Beispiel;
    • 13 illustriert schematisch die Struktur einer thermischen Härtevorrichtung gemäß einer zweiten Ausfürungsform;
    • 14 ist ein Diagramm, welches die Zeitpunkte des in der thermischen Härtevorrichtung gemäß der zweiten Ausfürungsform ausgeführten Blasenbeseitigungsprozesses zeigt;
    • 15A und 15B sind Bilder, welche eine Veränderung im Zustand in der Oberflächenschicht des Tanks durch den Blasenbeseitigungsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform zeigen;
    • 16 illustriert schematisch die Struktur einer thermischen Härtevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
    • 17 ist ein Diagramm, welches die Zeitpunkte des in der thermischen Härtevorrichtung gemäß einer dritten Ausfürungsform durchgeführten Blasenbeseitigungsprozesses darstellt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Erste Ausfürungsform
  • 1 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf eines Herstellungsverfahrens für einen Hochdruck-Gastank durch ein Faserwickelverfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Im Herstellungsverfahren der Ausfürungsform stellt der erste Schritt einen Tankbehälter bereit, der als „Einlage“ bzw. „Unterlage“ bezeichnet wird, und der den Hauptkörper eines Hochdruck-Gastanks bildet (Schritt S10). In diesem Schritt wird eine Faserschicht an der äußeren Oberfläche des Tankbehälters aus Verstärkungsfasern gebildet, welche mit einem in Wärme aushärtenden Harz imprägniert sind, wie nachfolgend erläutert wird.
  • Der zweite Schritt führt einen thermischen Aushärteprozess durch, in dem der Tankbehälter mit der darauf ausgebildeten Faserschicht erwärmt wird, um das in Wärme aushärtende Harz in der Faserschicht thermisch auszuhärten und die Faserschicht in eine faserverstärkte Harzschicht zu verändern (Schritt S20). Der zweite Schritt führt ferner einen Blasenbeseitigungsprozess aus, der während des thermischen Aushärteprozesses die Ausbildung von Blasen in der faserverstärkten Harzschicht verhindert bzw. vermeidet. Der Blasenbeseitigungsprozess startet verschiedene Reihen von Prozessen in einer Mehrzahl von vorbestimmten Stufen gemäß der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes, wie später im Detail beschrieben wird. Der dritte Schritt fügt relevante Teile wie zum Beispiel spezielle Anschlussstücke an den Tankbehälter an (Schritt S30). Dies komplettiert den Hochdrucktank.
  • Die 2A bis 2C illustrieren schematisch ein Beispiel des ersten Schritts bzw. des Schritts zur Bereitstellung des Tankbehälters. 2A illustriert den Tankbehälter 10 vor der Ausbildung einer Faserschicht. Der Tankbehälter 10 ist ein hohler Behälter, der aus einem Zylinderabschnitt 11 mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Gestalt und zwei Kuppelabschnitten bzw. Halbkugelabschnitten 13 mit einer im Wesentlichen halbkugelförmigen Gestalt ausgebildet ist, welche an den beiden Enden des Zylinderabschnitts 11 vorgesehen sind. Der Tankbehälter 10 kann aus einem Harz wie zum Beispiel Nylonharz ausgebildet sein.
  • Die Scheitel der beiden Kuppelabschnitte 13 sind an einer identischen zentralen Achse CX (gezeigt durch die strichpunktierte Linie) des Tankbehälters 10 angeordnet. Mundstückbasen 14, an welche Leitungen und Ventile in einem dritten Schritt angefügt werden (Schritt S30 in 1), sind an den Scheiteln des jeweiligen Kuppelabschnitts 13 angeordnet. Gemäß anderer Ausführungsformen kann der Tankbehälter 10 in einer anderen Gestalt ausgebildet sein und andere Bestandteile aufweisen.
  • 2B stellt den Prozess zum Wickeln von Kohlenstofffasern 20 auf die äußere Oberfläche des Tankbehälters 10 dar, um eine Faserschicht bzw. Faserlage 21 zu bilden. 2C stellt den Tankbehälter 10 nach der Ausbildung der Faserschicht 21 dar. Im Herstellungsverfahren nach dieser Ausfürungsform wickelt der Schritt zur Bereitstellung des Tankbehälters 10 die Kohlenstofffasern 20 als Verstärkungsfasem, um die Faserschicht 21 zu bilden, welche die äußere Oberfläche des Zylinderabschnitts 11 und der Kuppelabschnitte 13 abdeckt. Die Kohlenstofffasern 20 wurden vorab mit einem Epoxidharz als unter Wärmeeinwirkung aushärtenden Harz imprägniert. Das Wickeln der Kohlenstofffasern 20 kann eine Kombination einer umringenden Wicklung und einer schraubenförmigen Wicklung sein.
  • 3 zeigt schematisch die Struktur einer thermischen Härtevorrichtung 100, in welcher der thermischer Aushärteprozess und der Blasenbeseitigungsprozess im zweiten Schritt durchgeführt wird. Die thermische Härtevorrichtung 100 enthält eine Steuereinheit 101, eine Trägeranordnung 110, eine Heizeinheit 120 und eine Luftverteileinheit bzw. Luftversprüheinheit 130. Die Steuereinheit 101 ist durch einen Mikrocomputer gebildet, welcher eine Hauptspeichereinheit und eine zentrale Verarbeitungseinheit enthält und die Arbeitsweise der jeweiligen Komponenten der thermischen Härtevorrichtung 100 wie nachfolgend beschrieben steuert.
  • Die Trägeranordnung 110 weist Tankfixierelemente 111 und 112 in der Gestalt von Wellen auf, welche beide Enden des Tankbehälters 10 derart halten, dass der Tankbehälter 10 drehbar um die zentrale Achse CX des Tankbehälters 10 bei einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit ist. Die Trägeranordnung 110 enthält ferner eine Drehantriebseinheit 113, welche zur Beaufschlagung von einer Drehantriebskraft auf den Tankbehälter 10 mittels den Tankfixierelementen 111 und 112 im Ansprechen auf ein Kommando der Steuereinheit 101 ausgebildet ist.
  • Die Heizeinheit 120 ist vorgesehen, um den gesamten Tankbehälter 10 zu erwärmen, welcher durch die Drehantriebseinheit 113 bei einer vorbestimmten Temperatur (zum Beispiel etwa 130°C) gedreht wird. Die Luftverteileinheit 130 enthält eine Pumpe 131, welche zur Abgabe von komprimierter Luft ausgebildet ist, und eine Mehrzahl an Düsen 132, die zum Verteilen bzw. Versprühen der komprimierter Luft, welche von der Pumpe 131 abgegeben wird, zum Tankbehälter 10 angeordnet ist. Die jeweiligen Düsen 132 sind über die Pumpe 131 und ein Leitungssystem 133 parallel zueinander angeordnet. Die Luftverteileinheit 130 wird in dem später in näherem Detail beschriebenen Blasenbeseitigungsprozess eingesetzt.
  • Bei dem in der thermischen Härtevorrichtung 100 durchgeführten thermischen Aushärteprozess wird der Tankbehälter 10, welcher an die Tankfixierelemente 111 und 112 angefügt ist, für etwa 7 bis 8 Stunden durch die Heizeinheit 120 erwärmt, während er mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit durch die Drehantriebseinheit 113 gedreht wird. Hierdurch wird das in Wärme aushärtende Harz, mit dem die Kohlenstofffasern 20 imprägniert sind, thermisch ausgehärtet. Während dieses thermischen Aushärteprozesses können Blasen in dem in Wärme aushärtenden Harz in der Faserschicht 21 ausgebildet werden. Im nachfolgenden wird eine Veränderung der Faserschicht 20 und eine mögliche Ausbildung von Blasen während des thermischen Aushärteprozesses im Detail erläutert.
  • Die 4A und 4B sind Darstellungen, welche die Mechanismen bei der Ausbildung von Blasen während des thermischen Aushärteprozesses im Detail illustrieren. 4A zeigt schematisch einen Querschnitt des Tankbehälters 10 vor dem thermischen Aushärteprozess. 4B zeigt schematisch den Querschnitt des Tankbehälters 10 während des thermischen Aushärteprozesses. Bei dem Tankbehälter 10 vor dem thermischen Aushärteprozess ist die Faserschicht 21 durch enge bzw. dichte Wicklung der Kohlenstofffasern 20 in mehreren Lagen ausgebildet (vgl. 4A).
  • Während des thermischen Aushärteprozesses beim Start der Erwärmung des Tankbehälters 10 verringert sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22, mit dem die Kohlenstofffasern 20 imprägniert sind, wodurch dieses beginnt fließfähig zu werden und von den Kohlenstofffasern 20 freigegeben wird (vergleiche 4B). Die Fluidisierung des in Wärme aushärtenden Harzes 22 verringert die Spannung (Spannkraft) der Kohlenstofffasern 20 in der Faserschicht 21 und vergrößert hierbei die Freiräume zwischen den Kohlenstofffasern 20. Das in Wärme aushärtende Harz 22 startet damit, die Freiräume zwischen den Kohlenstofffasern zur äußeren Oberfläche (Oberflächenschicht) der Faserschicht 21 hin freizugeben.
  • Eine Harzbeschichtung bzw. ein Harzüberzug 23 des in Wärme aushärtenden Harzes 22 wird an der Oberfläche der Faserschicht 21 ausgebildet. Unter fortgesetzter Beaufschlagung mit Wärme durch die Heizeinheit 120 setzt sich die Vernetzungsreaktion des in Wärme aushärtenden Harzes 22 zum Aushärten des in Wärme aushärtenden Harzes 22 in der Faserschicht 21 fort. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Faserschicht 21 nach dem Aushärten des in Wärme aushärtenden Harzes 22 als „faserverstärkte Harzschicht 25“ bezeichnet.
  • Die auf dem Tankbehälter 10 ausgebildete Faserschicht 21 enthält die zwischen den Kohlenstofffasern 20 während des Wickelprozesses der Kohlenstofffasern 20 eingeführte Luft, und die Luft, welche vorab durch das in Wärme aushärtende Harz 22 in den Kohlenstofffasern 20 eingeführt wurde. Im flüssigen Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes 22 vor dem Aushärten während dem thermischen Aushärteprozess entstehen Luftblasen 26 in dem in Wärme aushärtenden Harz 22 aus der enthaltenen Luft und erscheinen in der äußeren Oberfläche der Harzbeschichtung 23, welche an der Oberfläche der Faserschicht 21 ausgebildet ist.
  • Die 5A und 5B zeigen Bilder von Luftblasen 26, welche in der äußeren Oberfläche der Harzbeschichtung 23 aufscheinen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass die in der Harzbeschichtung 23 ausgebildeten Luftblasen 26 in zwei unterschiedliche Arten von Luftblasen zu klassifizieren sind, die in den 5A und 5B gezeigt sind. Die Luftblasen gemäß 5A weisen eine relativ geringe Größe auf, wobei sie jedoch eine große Film- bzw- Wanddicke haben und dicht zusammengedrängt bzw. gebündelt sind. Die Luftblasen gemäß 5B haben andererseits eine relativ große Größe, jedoch nur eine geringe Film- bzw. Wanddicke. In der nachfolgende Beschreibung werden die Luftblasen des Typs gemäß 5A als „kleine dickwandige Blasen“ und die Luftblasen des Typs gemäß 5B als „große dünnwandige Blasen“ bezeichnet. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass diese kleinen dickwandigen Blasen und diese großen dünnwandigen Blasen zu bestimmten Zeitperioden während des thermischen Aushärteprozesses ausgebildet werden.
  • 6 ist ein Diagramm, welches die Zeiträume illustriert, in denen die kleinen dickwandigen Blasen und die großen dünnwandigen Blasen während des thermischen Aushärteprozesses ausgebildet werden. Der Graph gemäß 6 zeigt eine Temperaturvariationen des Tankbehälters 10 (Tanktemperatur) während des thermischen Aushärteprozesses in Relation zu einer Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 (Harzviskosität), welche experimentell durch den Erfinder ermittelt wurden. In dem Graphen gemäß 6 zeigt die Abszisse die verstrichene Zeit seit dem Start des thermischen Aushärteprozesses und die beiden Ordinaten zeigen jeweils die Tanktemperatur und die Harzviskosität. Die durchgezogene Linie ist ein Graph GT, welcher die zeitliche Veränderung der Tanktemperatur zeigt, und die gestrichelte Kurve ist ein Graph GV, der die zeitliche Veränderung der Harzviskosität zeigt.
  • In der anfänglichen Stufe des thermischen Aushärteprozesses (Zeitperiode zwischen dem Zeitpunkt t0, wenn die Messung startet, und dem Zeitpunkt t1) verringert sich die Harzviskosität mit einem Anstieg der Tanktemperatur. Die Harzviskosität erreichte einen Minimalwert Vmin zu dem Zeitpunkt t1 und beginnt dann anzusteigen. Mit anderen Worten beginnt die thermische Aushärtung des in Wärme aushärtenden Harzes 22 zum Zeitpunkt t1 mit dem Voranschreiten der Vernetzungsreaktion. Nach dem Zeitpunkt t1 steigt der Graph GV der Harzviskosität entlang der nach unten konvexen Kurve an. Die Tanktemperatur steigt weiterhin an mit einer im Wesentlichen konstanten Rate nach dem Zeitpunkt t1, erreicht einen Maximalwert Tmax ungefähr zum Zeitpunkt t5, und hält diesen Maximalwert Tmax bis zum Zeitpunkt t6 bei, wenn das Aufwärmen beendet wird.
  • Während der Zeitperiode zwischen dem Start der Verringerung der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 und dem Zeitpunkt t2 kurz nach dem Start der Erhöhung der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22, wird das in Wärme aushärtende Harz 22 zur Oberfläche der Faserschicht 21 abgegebenen, um die Harzbeschichtung 23 zu bilden. In der nachfolgende Beschreibung wird dieser Zeitraum als „Harzbeschichtungs-Ausbildungsperiode“ bezeichnet. Zum Zeitpunkt t3, wenn die Ausbildung der Harzbeschichtung 23 von der Freigabe des in Wärme aushärtenden Harzes 22 im Wesentlichen abgeschlossen ist, beginnt die Fließfähigkeit des in Wärme aushärtenden Harzes 22 signifikant abzunehmen. Das in Wärme aushärtende Harz 22 ist bis zum Zeitpunkt t5 in dem Zustand, dass es im Wesentlichen nicht fließfähig ist. In der nachfolgende Beschreibung wird die Zeitperiode zwischen dem Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t5 als die „Harzfließfähigkeits-Verringerungsperiode“ bezeichnet.
  • Die in 5A gezeigten kleinen dickwandigen Blasen werden in dem Zeitraum zwischen etwa dem Zeitpunkt t1, wenn die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes ihr Minimum erreicht, und etwa dem Zeitpunkt t5 ausgebildet, wenn die Temperatur des Tankbehälters 10 ihr Maximum erreicht. Insbesondere die kleinen dickwandigen Blasen bilden sich vermehrt in dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t4 kurz nach dem Start der Harzfließfähigkeits-Verringerungsperiode und dem Zeitpunkt t5. Mit anderen Worten werden die kleinen dickwandigen Blasen ausgebildet, nachdem die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 einmal auf das Flüssigkeitsniveau abgefallen ist und sich wieder zu dem Gel-Niveau steigert. Die in der Harzbeschichtung 23 ausgebildeten kleinen dickwandigen Blasen sind sehr beständig und neigen dazu, zu bleiben, bis der thermische Aushärteprozess abgeschlossen ist.
  • Die in 5B gezeigten großen dünnwandigen Blasen werden andererseits in dem Zeitraum zwischen dem Start der Verringerung der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 und etwa Zeitpunkt t5 ausgebildet, wenn das in Wärme aushärtende Harz 22 in dem Zustand von im Wesentlichen keiner Fließfähigkeit vorliegt, und sie werden besonders stark in den Zustand von niedriger Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 gebildet. Die großen dünnwandigen Blasen sind nicht so stabil bzw. beständig wie die kleinen dickwandigen Blasen, aber die Spuren der zerbrochenen großen Blasen neigen dazu, in der Harzbeschichtung 23 zu verbleiben.
  • Wenn die Luftblasen 26 ausgebildet sind und sich in die Harzbeschichtung 23 bewegen, wie die kleinen dickwandigen Blasen und die großen dünnwandigen Blasen, und nicht entfernt werden, weist die äußere Oberfläche der faserverstärkten Harzschicht 25 durch die Luftblasen 26 verursachte Unregelmäßigkeiten auf. Derartige Unregelmäßigkeiten können in unerwünschter Weise eine schlechte Montagefähigkeit des Hochdruck-Gastanks verursachen und das ästhetische Erscheinungsbild des Hochdruck-Gastanks nachteilig beeinflussen. Die thermische Härtevorrichtung 100 dieser Ausführungsform führt daher den nachfolgend erläuterten Blasenbeseitigungsprozess durch.
  • 7 ist ein Diagramm, welches die Zeitpunkte des Blasenbeseitigungsprozesses illustriert, der durch die thermische Härtevorrichtung 100 dieser Ausführungsform ausgeführt wird. Die 7 ist ähnlich zu 6, wobei die Beschreibung bezüglich der Ausführungszeitpunkte für den Blasenbeseitigungsprozess hinzugefügt sind. Die thermische Härtevorrichtung 100 dieser Ausführungsform führt zwei unterschiedliche Arten von Verarbeitungen (erster und zweiter Blasenbeseitigungsprozess) zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten als den Blasenbeseitigungsprozess durch.
  • Die für den Start des ersten Blasenbeseitigungsprozesses geeignete Zeitzone ist durch den doppelköpfigen Pfeil in 7 gezeigt. Die für den Start des zweiten Blasenbeseitigungsprozesses geeignete Zeitzone ist ebenfalls durch einen doppelköpfigen Pfeil in 7 gezeigt. Der erste Blasenbeseitigungsprozess startet bevorzugt in dem Zeitraum nahe den Zeitpunkt t1, wenn die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 das Minimum erreicht. Der zweite Blasenbeseitigungsprozess wird andererseits vorzugsweise in dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5 ausgeführt, das heißt in dem Zeitraum, in dem die kleinen dickwandigen Blasen verstärkt ausgebildet werden. Im folgenden sind die Details des ersten und zweiten Blasenbeseitigungsprozesses erläutert.
  • 8 ist eine Darstellung, welche den ersten Blasenbeseitigungsprozess zeigt. Die linke und rechte Zeichnung in 8 sind jeweils Schnittansichten, welche schematisch den Zylinderabschnitt 11 des Tankbehälters 10 zeigen und an einem willkürlichen Querschnitt senkrecht zur zentralen Achse CX gesetzt sind. Die linke Zeichnung von 8 zeigt den Zustand, bevor der erste Blasenbeseitigungsprozess gestartet wird, und die rechte Zeichnung von 8 zeigt den Zustand, nachdem der erste Blasenbeseitigungsprozess gestartet wurde. Der Pfeil G in 8 zeigt die Richtung der Schwerkraftwirkung bzw. Gravitation an.
  • In der thermischen Härtevorrichtung 100 startet der Tankbehälter 10 mit dem Start des thermischen Aushärteprozesses seine Rotation um die zentrale Achse CX mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit V0. In der thermischen Härtevorrichtung 100 verhindert die Drehung des Tankbehälters 10 auf diese Weise eine Temperaturvariation über den Tankbehälter 10. Die Drehgeschwindigkeit V0 (nachfolgend kann sie als „Vorgabegeschwindigkeit Vo“ bezeichnet sein) wird vorzugsweise auf ein Geschwindigkeitsniveau festgesetzt, welches nicht bewirkt, dass das Fluid des in Wärme aushärtenden Harzes 22 von dem Tankbehälter 10 weg spritzt.
  • In der thermischen Härtevorrichtung 100 reduziert der erste Blasenbeseitigungsprozess im Zeitraum nahe dem Zeitpunkt t1 (7) die Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters 10 von der Vorgabegeschwindigkeit V0 auf eine Drehgeschwindigkeit V1 (V0 > V1) (vergleiche 8). In dem Zeitraum nahe dem Zeitpunkt t1 wird die Harzbeschichtung 23 aus dem in Wärme aushärtenden Harz 22 im Zustand der Fließfähigkeit auf der Oberfläche der Faserschicht 21 ausgebildet. In diesem Zustand reduziert das Starten der Geschwindigkeitssteuerung zur Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters 10 die Zentrifugalkraft durch die Drehung des Tankbehälters 10 und erhöht hierdurch die externe Kraft, welche auf das in Wärme aushärtende Harz 22 der Harzbeschichtung 23 in Richtung der Schwerkraft aufgebracht wird. Dies veranlasst das Fluid des unter Wärmeeinwirkung aushärtenden Harzes 22 in der Harzbeschichtung 23 zum Abfließen in Richtung der Schwerkraft und dazu, von dem Tankbehälter 10 entfernt zu werden.
  • Der erste Blasenbeseitigungsprozess verringert dementsprechend die Menge des in Wärme aushärtenden Harzes 22, das in der Harzbeschichtung 23 enthalten ist, und reduziert dadurch den Bereich, in dem Luftblasen 26 in der Harzbeschichtung 23 ausgebildet werden können. Nach dem ersten Blasenbeseitigungsprozess ist die Ausbildung von Luftblasen 26 in der Oberfläche der Faserschicht 21 daher reduziert.
  • Die Drehgeschwindigkeitssteuerung im ersten Blasenbeseitigungsprozess kann die Drehgeschwindigkeit V1 so steuern, dass diese zeitweilig auf Null absinkt, d.h. sie kann eine Steuerung ausrühren, um die Drehung des Tankbehälters 10 intermittierend zu stoppen. Die Geschwindigkeitssteuerung im ersten Blasenbeseitigungsprozess hält die gesteuerte Drehgeschwindigkeit V1 nicht auf einer festgelegten Geschwindigkeit; sie ermöglicht jedoch eine Variation der Drehgeschwindigkeit V1 in einem Bereich unterhalb der Vorgabegeschwindigkeit V0.
  • 9A ist eine Darstellung, welche die Betriebsweise der Luftverteileinheit 130 (vergleiche 3) zeigt, die in dem ersten Blasenbeseitigungsprozess ausgeführt wird. 9A ist eine Schnittdarstellung ähnlich der rechten Darstellung in 8, welche den Tankbehälter 10 nach der Drehgeschwindigkeitssteuerung zeigt. 9A illustriert schematisch den Zustand, in dem die Luft von den Düsen 132 der Luftverteileinheit 130 auf den Tankbehälter 10 gesprüht bzw. verteilt wird.
  • Der erste Blasenbeseitigungsprozess sprüht bzw. bläst die Luft (komprimierte Luft) vorzugsweise von der Luftverteileinheit 130 auf den Tankbehälter 10, zusätzlich zu der oben beschriebenen Drehgeschwindigkeitssteuerung, um eine noch effizientere Beseitigung des in Wärme aushärtenden Harzes 22 von den Tankbehälter 10 sicherzustellen. Die Luftverteileinheit 130 wird insbesondere betrieben, um die Luft auf das Fluid des in Wärme aushärtenden Harzes 22 zu blasen, welches von den Tankbehälter 10 abtropft. Insbesondere kann die Luftverteileinheit 130 betrieben werden, um die verdichtete Luft von den Düsen 132 auf den unteren Teil des Tankbehälters 10 in Richtung der Schwerkraft entlang der Seitenwandfläche des Zylinderabschnitts 11 des Tankbehälters 10 zu blasen.
  • Dies veranlasst die von dem Tankbehälter 10 in Richtung der Schwerkraft abtropfenden Tröpfchen des in Wärme aushärtenden Harzes 22 dazu, durch den Luftstrom abgeblasen zu werden und und entfernt so effizient das in Wärme aushärtende Harz 22 von dem Tankbehälter 10. Der Startzeitpunkt des Luftverteilvorgangs von der Luftverteileinheit 130 kann während oder nach der Drehgeschwindigkeits-Verzögerungssteuerung des Tankbehälters 10 sein. Der Luftverteilvorgang kann für eine vorbestimmte Zeitperiode fortgesetzt werden. Alternativ können auch eine Anzahl von schnellen bzw. spontanen Luftversprühvorgängen zu mehreren Zeitpunkten ausgeführt werden.
  • Die 9B und 9C sind Darstellungen, welche weitere Beispiele der Arbeitsweise der Luftverteileinheit 130 darstellen, die in dem ersten Blasenbeseitigungsprozess ausgeführt wird. Die 9B und 9C sind ähnlich der 9A mit Ausnahme der Anzahl und der Positionen der Düsen 132 der Luftverteileinheit 130. Das Aufsprühen bzw. Aufblasen von Luft auf den Tankbehälter 10 durch die Luftverteileinheit 130 kann die folgende Luftverteiloperation zusätzlich oder anstelle der oben anhand der 9A erläuterten Luftverteiloperation enthalten.
  • In dem im 9B gezeigten Beispiel kann die Luftverteileinheit 130 die Luft abwärts in Richtung der Schwerkraft um die Peripherie des Zylinderabschnitts 11 des Tankbehälters 10 so blasen, dass diese das Fließen des in Wärme aushärtenden Harzes 22 in Richtung der Schwerkraft erleichtert. In diesem Fall können die Düsen 132 so angeordnet sein, dass ihre Öffnungen nach unten in Richtung der Gravitation gerichtet sind und eine zumindest teilweise Überschneidung der Luftbesprengung mit dem Tankbehälter 10 herzustellen, um das Fließen des in Wärme aushärtenden Harzes 22 zu erleichtern.
  • In dem in 9C dargestellten Beispiel kann die Luftverteileinheit 130 die Luft auf den unteren Teil des Tankbehälters 10 aus zwei einander gegenüberliegenden Richtungen aufblasen. Insbesondere kann der Luft von den Düsen 132 verteilt werden, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind und deren Öffnungsrichtungen sich einander im unteren Teil des Tankbehälters 10 überschneiden. Das Aufblasen der Luft auf diese Weise sammelt das in Wärme aushärtende Harz 22 am unteren Ende des Tankbehälters 10 in Richtung der Schwerkraft und erleichtert dadurch die Entfernung des in Wärme aushärtenden Harzes 22 vom Tankbehälter 10.
  • Wie oben beschrieben wurde, nutzt der erste Blasenbeseitigungsprozess die externe Kraft, um das in Wärme aushärtende Harz 22 zu beseitigen, welches eine Viskosität aufweist, die auf das Fließfähigkeitsniveau absinkt und von der Oberfläche der Faserschicht 21 des Tankbehälters 10 abgegeben wird. Dies reduziert die Menge des in Wärme aushärtenden Harzes 22, welche in der Harzbeschichtung 23 aufgenommen ist, und verringert hierdurch die Menge der Blasen 26, welche an der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 ausgebildet werden.
  • 10 ist eine Darstellung, welche den zweiten Blasenbeseitigungsprozess zeigt. 10 ist ähnlich wie 9A, mit Ausnahme der zusätzlichen Darstellung der Ausbildung der Luftblasen 26 in der Harzbeschichtung 23 und der unterschiedlichen Anzahl und Positionen der Düsen 132 der Luftverteileinheit 130. Der zweite Blasenbeseitigungsprozess führt einen Vorgang zum Zerbrechen der Blasen aus, um die in der Harzbeschichtung 23 ausgebildeten Luftblasen 26 durch Aufsprühen bzw. -blasen von Luft von der Luftverteileinheit 130 zu zerbrechen, während ein ähnlicher Vorgang wie der im ersten Blasenbeseitigungsprozess fortgesetzt wird.
  • Die für den zweiten Blasenbeseitigungsprozess eingesetzten Düsen 132 sind so angeordnet, dass deren Öffnungen auf die äußere Oberfläche des Tankbehälters 10 zu weisen. Die für den zweiten Blasenbeseitigungsprozess verwendeten Düsen 132 können einen geringeren Öffnungsdurchmesser als die für den ersten Blasenbeseitigungsprozess verwendeten Düsen 132 aufweisen.
  • Wie oben anhand von 7 erläutert wurde, wird der zweite Blasenbeseitigungsprozess in dem Zeitraum ausgeführt, wenn insbesondere die kleinen dickwandigen Blasen als ein Typ der Luftblasen 26 verstärkt ausgebildet werden (d.h. der Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t4 und den Zeitpunkt t5). Der zweite Blasenbeseitigungsprozess sprüht bzw. bläst die Luft von der Luftverteileinheit 130 auf, um die in der Harzbeschichtung 23 ausgebildeten Luftblasen 26 zu zerbrechen. Der zweite Blasenbeseitigungsprozess setzt ferner die gleiche Betriebsweise fort, wie jene des ersten Blasenbeseitigungsprozesses, der oben anhand der 8 und 9 beschrieben wurde. Dies beseitigt wirksam das in Wärme aushärtende Harz 22 von dem Tankbehälter 10, zusammen mit den Luftblasen 26, welche in der Harzbeschichtung 23 ausgebildet sind.
  • Der zweite Blasenbeseitigungsprozess kann die Luft zum Zerbrechen der Luftblasen zu jedem beliebigen Zeitpunkt und in jeder beliebigen Anzahl an Zeitpunkten während des Zeitraums aufblasen, wenn die kleinen dickwandigen Blasen verstärkt ausgebildet werden (d.h. dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5). Die Luft zum Zerbrechen der Luftblasen kann beispielsweise in zuvor bestimmten Zeitintervallen während des oben angegebenen Zeitraums aufgeblasen werden, oder sie kann im Ansprechen auf eine Erfassung der Ausbildung von Luftblasen 26 aufgeblasen werden.
  • Die Drehgeschwindigkeitssteuerung des Tankbehälters 10 und der Luftsprühvorgang zur Erleichterung der Beseitigung des in Wärme aushärtenden Harzes 22, welche in dem ersten Blasenbeseitigungsprozess durchgeführt werden, können beim zweiten Blasenbeseitigungsprozess weggelassen werden. Als Alternative können ähnliche Vorgänge zu denen im ersten Blasenbeseitigungsprozess auch nur in der ersten Stufe des zweiten Blasenbeseitigungsprozesses ausgeführt werden (d.h. in der Zeitperiode zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5), und können in letzterer Stufe abgeschlossen werden, wenn die Fließfähigkeit des in Wärme aushärtenden Harzes 22 signifikant abnimmt.
  • Die 11A und 11B sind Bilder, welche eine Veränderung im Zustand der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 durch den Blasenbeseitigungsprozess dieser Ausführungsform zeigen. 11A zeigt ein Bild einer Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 nach dem thermischen Aushärteprozess, welcher ohne dem ersten und zweiten Blasenbeseitigungsprozess durchgeführt wurde. 11B zeigt ein Bild der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10, wobei der erste und der zweite Blasenbeseitigungsprozess während des thermischen Aushärteprozesses durchgeführt wurden.
  • Wie aus diesen Bildern klar ersichtlich ist, verringern der erste und der zweite Blasenbeseitigungsprozess die Unregelmäßigkeiten, welche durch die Luftblasen 26 auf der äußeren Oberfläche des Tankbehälters 10 verursacht werden. Bei dem Blasenbeseitigungsprozess gemäß dieser Ausfürungsform wird der zweite Blasenbeseitigungsprozess zum Aufblasen der Luft zum Zerbrechen der Luftblasen 26 insbesondere in dem Zeitraum ausgeführt, wenn die kleinen dickwandigen Blasen verstärkt ausgebildet werden. Dies verringert signifikant die relativ beständigen kleinen dickwandigen Blasen.
  • Bei der thermischen Härtevorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform werden der erste Blasenbeseitigungsprozess und der zweite Blasenbeseitigungsprozess während des thermischen Aushärteprozesses des in Wärme aushärtenden Harzes 22 zu jeweiligen geeigneten Zeitpunkten durchgeführt, um so effizient die Ausbildung von Luftblasen 26 in der faserverstärkten Harzschicht 25 zu verhindern. Dies reduziert vorteilhaft die Unregelmäßigkeiten, welche durch die Luftblasen 26 auf der äußeren Oberfläche des Tankbehälters 10 verursacht werden.
  • 12 stellt schematisch die Struktur einer anderen thermischen Härtevorrichtung 100a als weiteres Beispiel für die thermische Härtevorrichtung 100 gemäß der ersten Ausfürungsform dar. 12 ist ähnlich zu 3, mit der Ausnahme, dass zusätzlich eine Lösungsmittelsprüheinheit 140 gegeben ist. Die Lösungsmittelsprüheinheit 140 enthält einen Lösungsmitteltank 141, der zum Speichern eines Lösungsmittels bzw. eines Verdünnungsmittels ausgebildet ist, welches zum Lösen des unter Wärmeeinwirkung aushärtenden Harzes 22 verwendet wird, eine Mehrzahl an Düsen 142, welche zum Aufsprühen des in dem Lösungsmitteltank 141 gespeicherten Lösungsmittels über die gesamte Oberfläche des Tankbehälters 10 angeordnet sind, und ein Leitungssystem 143, welches zur Verbindung des Lösungsmitteltanks 141 mit den jeweiligen Düsen 142 angeordnet ist.
  • Bei der thermischen Härtevorrichtung 100a gemäß dieser Struktur wird die Lösungsmittelsprüheinheit 140 betrieben, um das Lösungsmittel für das unter Wärmeeinwirkung aushärtende Harz 22 auf die äußere Oberfläche des Tankbehälters 10 während des ersten und des zweiten Blasenbeseitigungsprozesses aufzusprühen. Dies löst das unter Wärmeeinwirkung aushärtende Harz 22, welches in der Harzbeschichtung 23 enthalten ist, um die Fließfähigkeit des in Wärme aushärtenden Harzes 22 zu erhöhen. Dies erleichtert in vorteilhafter Weise das Abfließen und das Entfernen des in Wärme aushärtenden Harzes 22 durch den ersten Blasenbeseitigungsprozess und das Zerbrechen der Luftblasen 26 durch den zweiten Blasenbeseitigungsprozess. Das Lösungsmittel kann von der Lösungsmittelsprüheinheit 41 während des ersten Blasenbeseitigungsprozesses und/oder des zweiten Blasenbeseitigungsprozesses aufgesprüht werden.
  • Zweite Ausfürungsform
  • 13 zeigt schematisch die Struktur einer thermischen Härtevorrichtung 100A gemäß einer zweiten Ausfürungsform der Erfindung. 13 ist ähnlich zu 3, mit Ausnahme einer Antischaummittel-Aufbringeinheit 150, welche anstelle der Luftverteileinheit 130 vorgesehen ist. Die zweite Ausfürungsform erstellt einen Hochdruck-Gastank (vergleiche 1) durch eine ähnliche Prozedur her, wie die oben erläuterte erste Ausführungsform, mit Ausnahme der folgenden Unterschiede. Der thermische Aushärteprozess, welcher durch die thermische Härtevorrichtung 100A der zweiten Ausfürungsform durchgeführt wird, ist ähnlich zu dem thermischen Aushärteprozess, welcher durch die thermische Härtevorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, mit Ausnahme des unterschiedlichen Prozessablaufs des Blasenbeseitigungsprozesses.
  • Die Antischaummittel-Aufbringeinheit 150, welche in der thermischen Härtevorrichtung 100A der zweiten Ausführungsform enthalten ist, weist einen zur Aufnahme eines als Antischaummittel dienenden Harzlösemittels geeigneten Antischaummitteltank 151, eine Mehrzahl von zum Aufbringen des Antischaummittels angeordnete Sprühdüsen 152, und ein Leitungssystem 153 auf, welches zur Verbindung des Antischaummitteltanks 151 mit den jeweiligen Sprühdüsen 152 angeordnet ist. Das in dem Antischaummitteltank 51 gespeicherte Antischaummittel kann zum Beispiel eine Silikonharzlösung (silicon resin solution) sein.
  • Die thermische Härtevorrichtung 100A der zweiten Ausfürungsform führt den Blasenbeseitigungsprozess mit Beaufschlagung des Antischaummittels auf den Tankbehälter 10 während des thermischen Aushärteprozesses durch. Die Aufbringung des Antischaummittels während des thermischen Aushärteprozesses erleichtert das Zerbrechen der Luftblasen 56, welche in der Oberflächenschicht der Harzbeschichtung 23 ausgebildet sind. Das Aushärten der Harzkomponente, welche in dem Antischaummittel enthalten ist, verbessert die Oberflächenglattheit der Faserschicht 21. Das Aufbrechen der Luftblasen durch die Aufbringung des Antischaummittels reduziert die Erkennbarkeit der Spuren der zerbrochenen Blasen und ist daher besonders effizient für die großen dünnwandigen Blasen.
  • 14 ist ein Diagramm, welches die Zeitpunkte für den in der thermischen Härtevorrichtung 100A des in der zweiten Ausfürungsform durchgeführten Blasenbeseitigungsprozesses zeigt. 14 ist ähnlich zu 7, mit Ausnahme der unterschiedlichen Erläuterungen bezüglich der Durchführungszeitpunkte für den Blasenbeseitigungsprozess. Die thermische Härtevorrichtung 100A der zweiten Ausfürungsform führt die Aufbringung des Antischaummittels als den Blasenbeseitigungsprozess in drei unterschiedlichen geeigneten Zeiträumen während des thermischen Aushärteprozesses durch, wie nachfolgend erläutert wird.
  • Der erste Antischaummittel-Aufbringprozess bzw- -Anwendungsprozess wird vorzugsweise in einem Zeitraum vor dem Zeitpunkt t1 durchgeführt, d.h. dem Zeitraum, wenn die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 damit beginnt, nach dem Start des thermischen Aushärteprozesses abzusinken, und das in Wärme aushärtende Harz weist dementsprechend eine relativ geringe Fließfähigkeit auf. Insbesondere wird der erste Antischaummittel-Anwendungsprozess vorzugsweise in dem Anfangszustand durchgeführt, in dem das in Wärme aushärtende Harz 22 beginnt, aus der Oberfläche der Harzschicht 21 freigegeben zu werden (die erste Stufe in dem Harzbeschichtungs-Ausbildungszeitraum). Die in diesem Anfangsstadium des thermischen Aushärteprozesses ausgebildeten Luftblasen, wie die großen dünnwandigen Blasen, können so zu einem früheren Zeitpunkt zerbrochen werden, als die in der Harzbeschichtung 23 ausgebildeten Luftblasen. Dies verhindert dementsprechend einen Großteil der Luftblasen in der Oberflächenschicht der Harzbeschichtung 23.
  • Der zweite Antischaummittel-Aufbringprozess bzw- -Anwendungsprozess wird vorzugsweise in einen Zeitraum nach einem Zeitpunkt t2 durchgeführt, das heißt in dem Zeitraum nachdem die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 das Minimum erreicht (nach dem Zeitpunkt t1), jedoch bevor die Freigabe des in Wärme aushärtenden Harzes 22 auf die Oberfläche der Faserschicht 21 nahezu abgeschlossen ist. Vor dem zweiten Antischaummittel-Anwendungsprozess kann das durch den ersten Antischaummittel-Anwendungsprozess aufgebrachte Antischaummittel zusammen mit dem Fluid des in Wärme aushärtenden Harzes 22 von dem Tankbehälter 10 beseitigt werden, da die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 abnimmt. Der zweite Antischaummittel-Anwendungsprozess bringt jedoch zusätzlich das Antischaummittel über die Oberfläche des Tankbehälters 10 auf, um so eine Kompensation für den reduzierten Blasenbeseitigungseffekt und dem verringerten vorteilhaften Effekt zur Glattheit auf der Oberfläche der Harzbeschichtung 23 durch die Beseitigung des Antischaummittels herzustellen.
  • Der dritte Antischaummittel-Aufbringprozess bzw- -Anwendungsprozess wird vorzugsweise in einem Zeitraum zwischen den Zeitpunkt t3 und den Zeitpunkt t5 durchgeführt, d.h. dem Zeitraum, nachdem die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 anzusteigen beginnt, jedoch bevor das in Wärme aushärtende Harz 22 in dem Zustand von im Wesentlichen nicht gegebener Fließfähigkeit vorliegt. In diesem Zeitraum steigt die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 mit der Zeit an. Die ansteigende Viskosität überschneidet sich schrittweise mit der Verflüssigung und Diffusion der aufgebrachten Antischaummittel-Komponente in der Harzbeschichtung 23 und reduziert dadurch den Blasenbeseitigungseffekt durch das Antischaummittel.
  • Der dritte Antischaummittel-Anwendungsprozess trägt lokal eine große Menge des Antischaummittels in die Positionen auf, in denen die Luftblasen 26 in der Harzbeschichtung 23 aufscheinen, um so die in der Harzbeschichtung 23 ausgebildeten Luftblasen 26 effizient zu zerbrechen. Im dritten Antischaummittel-Anwendungsprozess kann das Antischaummittel in den Positionen aufgebracht werden, in denen die Gegenwart der Luftblasen 26 optisch erfasst werden kann, oder es kann aufgebracht werden zu jedem beliebigen Zeitpunkt auf die Bereiche, welche eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Ausbildung von Luftblasen 26 aufweisen.
  • Die 15A und 15B sind Bilder, welche eine Veränderung des Zustands der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 durch den Blasenbeseitigungsprozess der zweiten Ausfürungsform zeigen. 15A zeigt ein Bild der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 während des thermischen Aushärteprozesses unter Weglassung des Blasenbeseitigungsprozesses, der das Antischaummittel verwendet. 15B zeigt ein Bild der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 mit dem Blasenbeseitigungsprozess durch Aufbringung des Antischaummittels in den oben beschriebenen drei Stufen. Wie aus diesen Bildern klar ersichtlich ist, verringert der Blasenbeseitigungsprozess der zweiten Ausfürungsform wirksam die Unregelmäßigkeiten, welche durch die Luftblasen 26 auf der äußeren Oberfläche des Tankbehälters 10 verursacht werden. Insbesondere der Blasenbeseitigungsprozess der zweiten Ausfürungsform reduziert die erkennbaren Spuren von zerbrochenen großen dünnwandigen Blasen in der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10.
  • Die Kohlenstofffasern 20 können vorab mit dem Antischaummittel imprägniert sein, zusammen mit dem in Wärme aushärtenden Harz 22, bevor sie auf den Tankbehälter 10 gewickelt werden. Wenn nur das imprägnierte Antischaummittel zur Erzielung des Blasenbeseitigungseffekts gemäß der Darstellung im Bild gemäß 15 verwendet wird, sollten die Kohlenstofffasern 20 mit einer großen Menge an Antischaummittel imprägniert sein. Die Zugabe von einer derartig großen Menge an Antischaummittel zu dem unter Wärmeeinwirkung aushärtenden Harz 22 kann jedoch in unerwünschter Weise die Festigkeit der faserverstärkten Harzschicht 25 verschlechtern.
  • Der Blasenbeseitigungsprozess der zweiten Ausfürungsform bringt das Antischaummittel in mehreren Stufen zu den geeigneten Zeitpunkten während des thermischen Aushärteprozesses auf. Ein derartiges Aufbringensschema ermöglicht eine nur geringe Menge an dem Antischaummittel, um den gewünschten Blasenbeseitigungseffekt zu erzielen. Dies verhindert effizient eine Verschlechterung der Festigkeit der faserverstärkten Harzschicht 25 durch die Verwendung des Antischaummittels, und reduziert ferner einen Anstieg in den Herstellungskosten des Hochdruck-Gastanks durch das FW-Verfahren. Wie zuvor erwähnt wurde, verbessert die Aushärtung der in dem auf die Oberfläche aufgetragenen Antischaummittel enthaltenen Harzkomponente in vorteilhafter Weise die Glattheit der Oberfläche der faserverstärkten Harzschicht 25.
  • Dritte Ausführungsform
  • 16 zeigt schematisch die Struktur einer thermischen Härtevorrichtung 100B gemäß einer dritten Ausführungsform. 16 ist ähnlich zu 13, mit Ausnahme des Zusatzes einer Luftverteileinheit 130. Die dritte Ausfürungsform stellt einen Hochdruck-Gastank (vergleiche 1) in einer ähnlichen Vorgehensweise her, wie die oben erläuterte zweite Ausfürungsform mit Ausnahme der nachfolgenden Unterschiede. Der durch die thermische Härtevorrichtung 100B der dritten Ausführungsform durchgeführte thermische Härteprozess ist ähnlich zu den thermischen Härteprozess, welcher durch die thermische Härtevorrichtung 100A der zweiten Ausfürungsform durchgeführt wird, mit Ausnahme des unterschiedlichen Prozessablaufs des Blasenbeseitigungsprozesses. Die Luftverteileinheit 130, welche in der thermischen Härtevorrichtung 100B der dritten Ausfürungsform enthalten ist, weist die ähnliche Struktur wie die Luftverteileinheit 130 auf, welche in der ersten Ausfürungsform beschrieben ist.
  • Die thermische Härtevorrichtung 100 der ersten Ausfürungsform führt den Blasenbeseitigungsprozess aus, welcher die Drehgeschwindigkeitssteuerung des Tankbehälters 10 und den Luftverteilvorgang durch die Luftverteileinheit 130 enthält, der in einer schrittweisen Art an zuvor bestimmten Zeitpunkten durchgeführt wird. Dieser Blasenbeseitigungsprozess ist besonders wirksam, um die kleinen dickwandigen Blasen zu beseitigen. Die thermische Härtevorrichtung 100A der zweiten Ausfürungsform führt andererseits den Blasenbeseitigungsprozess durch, der das Antischaummittel in mehreren unterschiedlichen Stufen während des thermischen Aushärteprozesses aufbringt. Dieser Blasenbeseitigungsprozess ist besonders wirksam zur Reduzierung der erkennbaren Spuren von großen dünnwandigen Blasen.
  • Die thermische Härtevorrichtung 100B der dritten Ausfürungsform führt den Blasenbeseitigungsprozess der ersten Ausführungsform in Kombination mit dem Blasenbeseitigungsprozess der zweiten Ausfürungsform in mehreren unterschiedlichen Stufen durch. Dies verhindert wirksam die Ausbildung sowohl von kleinen dickwandigen Blasen als auch von großen dünnwandigen Blasen. Nachfolgend wird ein konkreter Ablauf für den Blasenbeseitigungsprozess beschrieben.
  • 17 ist ein Diagramm, welches die Zeitpunkte für den Blasenbeseitigungsprozess darstellt, welcher durch die thermische Härtevorrichtung 100B der dritten Ausführungsform durchgeführt wird. 17 ist ähnlich zu 14, mit Ausnahme unterschiedlicher Beschreibungen bezüglich des Ausführungszeitpunkts für den Blasenbeseitigungsprozess. Die thermische Härtevorrichtung 100B der dritten Ausführungsform führt drei unterschiedliche Serien von Blasenbeseitigungsprozessen in mehreren unterschiedlichen Stufen während des thermischen Aushärteprozesses durch.
  • Der Blasenbeseitigungsprozess der ersten Stufe startet im Betrieb für die Reduzierung des Anteils des in Wärme aushärtenden Harzes 22, das in der Harzbeschichtung 23 enthalten ist, ähnlich zu dem ersten Blasenbeseitigungsprozess, der in der ersten Ausfürungsform beschrieben ist, zu einem bevorzugten Zeitraum ähnlich zudem in der ersten Ausfiihrungsform beschrieben. Insbesondere startet der Blasenbeseitigungsprozess der ersten Stufe die Drehgeschwindigkeitskontrolle zur Reduzierung der Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters 10 auf unter die Vorgabegeschwindigkeit V0 und den Luftsprühvorgang durch die Luftverteileinheit 130 in einem Zeitraum nahe einem Zeitpunkt t1, wenn die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 das Minimum erreicht. Dies reduziert den Anteil des in der Harzbeschichtung 23 enthaltenen, in Wärme aushärtenden Harzes 22 und verhindert die Ausbildung von Luftblasen 26.
  • Der Blasenbeseitigungsprozess der zweiten Stufe führt die Aufbringung des Antischaummittels auf die äußere Oberfläche des Tankbehälters 10, welcher ähnlich zu dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen zweiten Aufbringvorgang des Antischaummittels ist, in einem bevorzugten Zeitraum ähnlich zu dem in der zweiten Ausfürungsform beschriebenen aus. Insbesondere wird der Blasenbeseitigungsprozess in der zweiten Stufe in einem Zeitraum nahe dem Zeitpunkt t2 durchgeführt, d.h. dem Zeitraum nach dem Zeitpunkt t1, wenn die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 das Minimum erreicht, jedoch bevor die Freigabe des in Wärme aushärtenden Harzes 22 auf die Oberfläche der Faserschicht 21 nahezu abgeschlossen ist. Während des Blasenbeseitigungsprozesses zur zweiten Stufe können die Geschwindigkeitssteuerung des Tankbehälters 10 und der Luftverteilvorgang auf den Tankbehälter 10 kontinuierlich durchgeführt werden, wie der Blasenbeseitigungsprozess der ersten Stufe.
  • Der Blasenbeseitigungsprozess in der dritten Stufe führt den Prozess ähnlich zu dem in der ersten Ausfürungsform beschriebenen zweiten Blasenbeseitigungsprozess und zudem den in der zweiten Ausfürungsform beschriebenen dritten Antischaummittel-Anwendungsprozess durch. Insbesondere führt der Blasenbeseitigungsprozess der dritten Stufe das Zerbrechen der Blasen durch die von der Luftverteileinheit 130 aufgeblasene Luft und das Zerbrechen der Blasen durch lokalisierte Aufbringung des Antischaummittels durch die Antischaummittel-Aufbringeinheit 150 durch. Der Blasenbeseitigungsprozess der dritten Stufe wird zu jedem beliebigen Zeitpunkt in dem Zeitraum, nachdem die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 anzusteigen beginnt, jedoch bevor das in Wärme aushärtende Harz 22 in dem Zustand ist, in dem dieses im Wesentlichen nicht mehr fließt, durchgeführt. Alternativ kann dieser Blasenbeseitigungsprozess in der dritten Stufe in dem Zeitraum durchgeführt werden, wenn die kleinen dickwandigen Blasen besonders massiv ausgebildet werden (d.h. dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5).
  • In der thermischen Härtevorrichtung 100B der dritten Ausführungsform kann an der Blasenbeseitigungsprozess der ersten Stufe und der dritten Stufe die Aufbringung des Lösungsmittels enthalten, welches geeignet ist, um das in Wärme aushärtende Harz 22 zu lösen, wie oben anhand von 12 erläutert wurde. Eine derartiges Lösungsmittel-Aufbringschema erleichtert in vorteilhafter Weise das Lösen des in Wärme aushärtenden Harzes 22, wodurch es den Blasenbeseitigungseffekt in der ersten Stufe und der dritten Stufe verbessert.
  • Wie oben beschrieben wurde, führt die thermische Härtevorrichtung 100B der dritten Ausfürungsform den Prozess effizient zur Vermeidung der Ausbildung von kleinen dickwandigen Blasen in Kombination mit dem Prozess zur effizienten Vermeidung der Ausbildung von großen dünnwandigen Blasen in einer schrittweisen Art zu jeweiligen effektiven Zeitpunkten während des thermischen Aushärteprozesses durch. Die thermische Härtevorrichtung 100B der dritten Ausfürungsform kann daher noch effizienter die Ausbildung von Luftblasen 26 in der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 während des thermischen Aushärteprozesses verhindern.
  • Abwandlungen
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die oben erläuterten Ausfürungsformen oder Beispiele; vielmehr sind verschiedene Abwandlungen und Variationen zu den Ausfürungsformen möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Einige der möglichen Abwandlungen sind nachfolgend beschrieben.
  • D1. Abwandlung 1
  • Jeder der in den obigen Ausfürungsformen beschriebenen Blasenbeseitigungsprozesse kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder in verschiedenen Zeiträumen gegenüber den in den obigen Ausführungen beschriebenen ausgeführt werden. Jeder der oben erläuterten Blasenbeseitigungsprozesse kann in mehreren verschiedenen Stufen während des thermischen Aushärteprozesses zum Beheizen des Tankbehälters 10 durchgeführt werden. Alternativ kann jeder der oben beschriebenen Blasenbeseitigungsprozesse in mehreren verschiedenen Stufen unter Veränderung von zumindest dem Ausführungszeitraum oder dem Prozessablauf während des thermischen Aushärteprozesses zum Beheizen des Tankbehälters 10 durchgeführt werden. Die Ausführung des Blasenbeseitigungsprozesses zur Vermeidung der Bildung von Luftblasen 26 in der Harzbeschichtung 23 während des thermischen Aushärteprozesses, wie er in den obigen Ausfürungsformen erläutert ist, kann den Verzicht auf jede Oberflächenbehandlung wie zum Beispiel einer spanabhebenden Bearbeitung zur abschließenden Bearbeitung der äußeren Oberfläche der faserverstärkten Harzschicht 25 nach dem thermischen Aushärteprozess ermöglichen. Dies vermeidet in vorteilhafter Weise eine Verschlechterung der faserverstärkten Harzschicht 25 oder eine Verschlechterung der Festigkeit der faserverstärkten Harzschicht 25 durch die Oberflächenbehandlung, während es die Herstellungskosten für den Hochdruck-Gastank reduziert.
  • D2. Abwandlung 2
  • In den oben erläuterten Ausführungsformen wird der Blasenbeseitigungsprozess in vorab festgesetzten mehreren Stufen basierend auf einer Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 durchgeführt. Der Blasenbeseitigungsprozess kann jedoch im Wesentlichen nicht in einer Vielzahl von vorbestimmten Stufen entsprechend der Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22 durchgeführt werden. Der Blasenbeseitigungsprozess kann in einer Mehrzahl von vorbestimmten Stufen entsprechend der seit dem Start des thermischen Aushärteprozesses verstrichenen Zeit durchgeführt werden, oder er kann in einer Mehrzahl von vorbestimmten Stufen entsprechend der Variation der Temperatur des Tankbehälters 10 oder des in Wärme aushärtenden Harzes 22 nach dem Start des thermischen Aushärteprozesses ausgeführt werden. Der Blasenbeseitigungsprozess kann zu jeglichen spezifizierten mehrfachen Stufen während des thermischen Aushärteprozesses durchgeführt werden.
  • Zusätzlich kann der Blasenbeseitigungsprozess die Detail des Blasenbeseitigungsprozesses wie beispielsweise die Art des Blasenbeseitigungsprozesses und der Startzeitpunkt des Blasenbeseitigungsprozesses im Ansprechen auf die Erfassung des Zustands des in Wärme aushärtenden Harzes 22 bestimmen, und den Blasenbeseitigungsprozess in mehreren verschiedenen Stufen basierend auf den bestimmten Details ausführen. Der „Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes 22“ beinhaltet hier beispielsweise den Zustand der Luftblasenausbildung in dem in Wärme aushärtenden Harz 22, eine Variation in der Fließrate des in Wärme aushärtenden Harzes 22 auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10, und die Dicke der Harzbeschichtung 23, welche auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 ausgebildet ist, zusätzlich zu einer Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes 22.
  • Die thermische Härtevorrichtung kann den Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes 22 optisch erfassen, oder sie kann den Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes 22 durch Reflektion einer bestimmten Welle wie zum Beispiel einer Ultraschallwelle von dem Tankbehälter 10 erfassen. Die Details des Blasenbeseitigungsprozesses können entsprechend dem Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes 22, wie nachfolgend beschrieben ist, bestimmt werden.
  • In der oben erläuterten ersten Ausfürungsform kann der erste Blasenbeseitigungsprozess durch Erfassen des Fließvermögens des in Wärme aushärtenden Harzes 22 auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10, beispielsweise durch einen optischen Sensor, angesteuert bzw. ausgelöst werden. Der erste Blasenbeseitigungsprozess kann die Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters 10 entsprechend der Fließrate des in Wärme aushärtenden Harzes 22 auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 oder entsprechend der Menge des in Wärme aushärtenden Harzes 22, welches von dem Tankbehälter 10 entfernt wird, verändern. Der zweite Blasenbeseitigungsprozess kann durch eine optische Erfassung einer vorgegebenen Anzahl von Luftblasen in einer vorgegebenen Größe am Tankbehälter 10 ausgelöst werden. Zusätzlich kann der Prozess der Beaufschlagung mit dem Lösungsmittel, welches zum Auslösen des in Wärme aushärtenden Harzes 22 geeignet ist, entsprechend der Fließrate des in Wärme aushärtenden Harzes 23 auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 geeignet durchgeführt werden.
  • In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform kann eine abgewandelte Vorgehensweise die Fließrate des in Wärme aushärtenden Harzes 22 auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 optisch erfassen und das Antischaummittel in mehreren verschiedenen Stufen, beispielsweise zu der Stufe, wenn die Fließrate eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, und zu der Stufe, wenn die Fließrate unter die vorbestimmte Geschwindigkeit verringert ist, aufbringen. Eine weitere abgewandelte Vorgehensweise kann die abfließende Menge des in Wärme aushärtenden Harzes 22 von der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 und den Zustand der Luftblasenausbildung optisch erfassen und den Zeitpunkt und die Menge für die Aufbringung des Antischaummittels basierend auf der optisch erfassten Fließmenge und den Zustand der Luftblasenausbildung bestimmen. Wenn mehrere verschiedene Arten von Antischaummittel verfügbar sind, kann eine abgewandelte Vorgehensweise einen geeigneten Typ aus den mehreren verschiedenen Arten von Antischaummittel basierend auf dem Fließzustand des in Wärme aushärtenden Harzes 22 und den Zustand der Luftblasenausbildung auswählen, welche während dem thermischen Aushärteprozess erfasst werden.
  • Zusätzlich kann die thermische Härtevorrichtung während dem thermischen Aushärteprozess geeignete Prozesse aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Serien von Blasenbeseitigungsprozessen auswählen, welche vorab entsprechend den Zustand des in Wärme aushärtenden Harzes 22 auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 bereitgestellt wurden, und die ausgewählten Prozesse zu den Zeitpunkten der verschiedenen geeigneten Stufen starten. Beispielsweise kann die thermische Härtevorrichtung die Dicke der auf der Oberflächenschicht des Tankbehälters 10 ausgebildeten Harzbeschichtung 23 zum Beispiel mit einem optischen Sensor erfassen und die Ausführung des ersten Blasenbeseitigungsprozesses gemäß der ersten Ausfürungsform bestimmen, wenn die erfasste Dicke der Harzbeschichtung 23 größer als eine vorbestimmte Referenzdicke ist. Die thermische Härtevorrichtung kann auf eine Durchführung des ersten Blasenbeseitigungsprozesses verzichten, wenn die erfasste Dicke der Harzbeschichtung 23 nicht größer als die vorbestimmte Referenzdicke ist. Wenn die Ausbildung der große dünnwandige Blasen in einem vorab festgelegten Niveau während des thermischen Aushärteprozesses beobachtet wird, kann die Aufbringung des Antischaummittels gewählt und ausgeführt werden. Wenn die Ausbildung von kleinen dickwandigen Blasen in einem vorbestimmten Niveau beobachtet wird, kann andererseits der Luftverteilvorgang zum Zerbrechen der Luftblasen ausgewählt und durchgeführt werden.
  • Die Bestimmung der Details des Blasenbeseitigungsprozesses kann durch die Prozessbestimmungseinheit entsprechend der Steuereinheit 101 durchgeführt werden, welche in jeder der thermischen Härtevorrichtungen 100, 100A und 100B enthalten ist. In jeden Fall ist es wünschenswert, den Blasenbeseitigungsprozess in mehreren verschiedenen Stufen während des thermischen Aushärteprozesses durchzuführen, ob der Blasenbeseitigungsprozess nun eine identische Art des Prozesses oder mehrere verschiedene Arten von Prozessen ist. Der Blasenbeseitigungsprozess in mehreren Stufen verhindert effizient die Ausbildung von Luftblasen 26 in der Harzbeschichtung 23.
  • D3. Abwandlung 3
  • In der ersten Ausführungsform wird der Prozess zur Verringerung des Anteils des in Wärme aushärtenden Harzes 22, das in der Harzbeschichtung 23 enthalten ist, in Verbindung mit dem Luftblasvorgang zum Zerbrechen der Luftblasen 26 als der Blasenbeseitigungsprozess während des thermischen Aushärteprozesses durchgeführt. Die zweite Ausfürungsform führt die Kombination des zu mehreren verschiedenen Startzeitpunkten ausgeführten Aufbringvorgangs des Antischaummittels als den Blasenbeseitigungsprozess durch. Die dritte Ausfürungsform führt den Prozess zur Reduzierung des Anteils des in Wärme aushärtenden, in der Harzbeschichtung 23 enthaltenen Harzes 22 in Kombination mit der Aufbringung des Antischaummittels und der Luftaufblasvorgangs zum Zerbrechen der Luftblasen 26 durch. Die Kombination dieser Operationen bzw. Einwirkungen für den während des Aushärteprozesses durchgeführten Blasenbeseitigungsprozess ist jedoch nicht auf die Kombinationen in diesen Ausfürungsformen beschränkt. Beispielsweise kann die in der ersten Ausführungsform erläuterte Drehgeschwindigkeitssteuerung des Tankbehälters 10 im Aufbringvorgang für das Antischaummittel gemäß der zweiten Ausfürungsform durchgeführt werden. In einem anderen Beispiel kann der in der ersten Ausfürungsform beschriebene Luftsprühvorgang zum Zerbrechen der Luftblasen in dem Anwendungsprozess für das Antischaummittel gemäß der zweiten Ausfürungsform durchgeführt werden. Der Luftsprühvorgang zum Zerbrechen der Luftblasen nuss nicht während des thermischen Aushärteprozesses dritten Ausführungsform ausgeführt werden. Der bevorzugte Blasenbeseitigungsprozess, welcher während des thermischen Aushärteprozesses durchgeführt wird, kann die Kombination von einem identischen Typ des Blasenbeseitigungsprozesses, der zu verschiedenen Zeitpunkten oder in unterschiedlichen Zeiträumen wie in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, oder eine Kombination von unterschiedlichen Arten von Blasenbeseitigungsprozessen wie in der ersten Ausführungsform oder der dritten Ausfürungsform sein.
  • D4. Abwandlung 4
  • Der zweite Blasenbeseitigungsprozess in der ersten Ausführungsform oder der Blasenbeseitigungsprozess in der dritten Stufe der dritten Ausführungsform sprüht bzw. bläst die Luft von der Luftverteileinheit 130 auf den Tankbehälter 10, um die Luftblasen 26 zu zerbrechen. Der während des thermischen Aushärteprozesses durchgeführte Blasenbeseitigungsprozess kann alternativ ein Fluid oder etwas anderes als Luft (zum Beispiel Flüssigkeit) auf den Tankbehälter 10 aufsprühen, um die Luftblasen 26 zu zerbrechen.
  • D5. Abwandlung 5
  • Die erste Ausführungsform beschreibt oben die Durchführung der Drehgeschwindigkeitssteuerung des Tankbehälters 10 und das Verfahren zum Aufsprühen von Luft auf den Tankbehälter 10 als den ersten Blasenbeseitigungsprozess. Der erste Blasenbeseitigungsprozess kann auch so gefordert werden, dass die Drehgeschwindigkeitssteuerung des Tankbehälters 10 oder das Verfahren zum Aufspüren von Luft auf den Tankbehälter 10 unter Weglassung des anderen auszuführen ist.
  • D6. Abwandlung 6
  • In der oben erläuterten ersten Ausfürungsform führt der Blasenbeseitigungsprozess die Drehgeschwindigkeitssteuerung zur Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters 10 durch. Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann der erste Blasenbeseitigungsprozess eine andere Drehgeschwindigkeitssteuerung zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters 10 von der Vorgabegeschwindigkeit V0 auf eine derartige Drehgeschwindigkeit ausführen, bei der das in Wärme aushärtende Harz 22 durch Zentrifugalkräfte abspritzt.
  • D7. Abwandlung 7
  • In den oben erläuterten ersten und dritten Ausführungsformen wird das Fluid des in Wärme aushärtenden Harzes 22, welches die Harzbeschichtung 23 bildet, von dem Tankbehälter 10 durch die Drehgeschwindigkeitssteuerung des Tankbehälters 10 und die Luftsprühoperation beseitigt. Das Fluid des die Harzbeschichtung 23 bildenden, in Wärme aushärtenden Harzes 22 kann von dem Tankbehälter 10 durch ein anderes Verfahren beseitigt (separiert) werden. Jede externe Kraft anstelle der Gravitation oder die durch das Aufsprühen bzw. Aufblasen des Fluids aufgebrachte Kraft kann verwendet werden, um das in Wärme aushärtende Harz 22 vom Tankbehälter 10 zu entfernen. Die Richtung der Beseitigung des Fluids von dem in Wärme aushärtenden Harz 22 ist nicht auf die Gravitationsrichtung beschränkt. Das Fluid des in Wärme aushärtenden Harzes 22 kann durch Aufbringen einer externen Kraft in einer vorbestimmten Richtung in einer speziellen Richtung entfernt werden, welche von der Richtung der Schwerkraft abweicht.
  • D8. Abwandlung 8
  • Die zweite Ausfürungsform beaufschlagt das Antischaummittel auf den Tankbehälter 10 während des thermischen Aushärteprozesses. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Kohlenstofffasern 20, bevor sie auf den Tankbehälter 10 gewickelt werden, mit dem Antischaummittel zusätzlich zu dem in Wärme aushärtenden Harz 22 imprägniert werden. In noch einer weiteren Ausfürungsform kann das Antischaummittel vor den thermischen Aushärteprozess auf die Faserschicht 21 aufgebracht werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Tankbehälter
    11
    Zylinderabschnitt
    13
    Kupplerabschnitte
    14
    Mundstückbasen
    20
    Kohlenstofffasern
    21
    Faserschicht
    22
    in Wärme aushärtendes Harz
    23
    Harzbeschichtung
    25
    faserverstärkten Harzschicht
    26
    Luftblasen
    100, 100A, 100B, 100a
    thermische Härtevorrichtung
    101
    Steuereinheit
    110
    Trägeranordnung
    111,112
    Tankfixierelemente
    113
    Drehantriebseinheit
    120
    Heizeinheit
    130
    Luftverteileinheit
    131
    Pumpe
    132
    Mehrzahl an Düsen
    133
    Leitungssystem
    140
    Lösungsmittelsprüheinheit
    141
    Lösungsmitteltank
    142
    Mehrzahl an Düsen
    143
    Leitungssystem
    150
    Antischaummittel-Auftrageinheit
    151
    Antischaummitteltank
    152
    Mehrzahl an Sprühdüsen
    153
    Leitungssystem

Claims (14)

  1. Herstellungsverfahren für einen Hochdruck-Gastank, mit den Schritten: (a) Bereitstellen eines Tanks, der so ausgebildet ist, dass er eine Faserschicht aufweist, die auf einer äußeren Oberfläche des Tankbehälters durch Wickeln von Verstärkungsfasern gebildet ist, welche mit einem in Wärme aushärtenden Harz imprägniert sind; und (b) Durchführen eines thermischen Aushärteprozesses, der den Tankbehälter erwärmt, um das in Wärme aushärtende Harz thermisch auszuhärten und hierdurch eine faserverstärkte Harzschicht zu formen, und Durchführen eines Blasenbeseitigungsprozesses zur Vermeidung der Ausbildung von Luftblasen in der faserverstärkten Harzschicht in jedem von mehreren Zeiträumen, während der thermische Aushärteprozess ausgeführt wird, wobei der Blasenbeseitigungsprozess zumindest einen von drei Prozesstypen umfasst, welche einem ersten Prozesstyp, der die Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters verändert, während sich der Tankbehälter dreht, einem zweiten Prozesstyp, der ein Fluid in Richtung hin zu dem Tankbehälter sprüht, und einem dritten Prozesstyp, der ein Antischaummittel auf die Oberfläche der Faserschicht aufbringt, entsprechen, und der Blasenbeseitigungsprozess das Durchführen eines Prozesstyps aus dem zweiten Prozesstyp und dem dritten Prozesstyp in jedem von mehreren unterschiedlichen Zeiträumen, in welchen sich die Fließfähigkeit des in Wärme aushärtenden Harzes unterscheidet, oder das kombinierte Durchführen unterschiedlicher Prozesstypen, welche aus den drei Prozesstypen ausgewählt werden und zu unterschiedlichen Zeiten gestartet werden, umfasst.
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die mehreren Zeiträume vorab entsprechend einer Variation in der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes festgelegt werden.
  3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) die Erfassung des Zustands des in Wärme aushärtenden Harzes und die Bestimmung von Details des Blasenbeseitigungsprozesses basierend auf dem erfassten Zustand enthält.
  4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: den Blasenbeseitigungsprozess mit einem Erzeugen einer externen Kraft zum Entfernen des auf einer äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordneten, in Wärme aushärtenden Harzes von dem Tankbehälter, wenn sich die Viskosität dieses in Wärme aushärtenden Harzes auf ein spezifiziertes Viskositätsniveau verändert.
  5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4, wobei der thermische Aushärteprozess das Drehen des Tankbehälters während der Erwärmung mit einer spezifizierten Drehgeschwindigkeit enthält, und wobei der erste Prozesstyp eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Tankbehälters enthält, wenn sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes auf eine erste Viskosität als das spezifizierte Viskositätsniveau verändert und hierdurch erleichtert, dass das in Wärme aushärtende, an der äußeren Oberfläche der Faserschicht vorliegende Harz fließt und aufgrund der Schwerkraft von der äußeren Oberfläche der Faserschicht in Richtung der Gravitation herab fällt.
  6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der erste Prozesstyp mit dem zweiten Prozesstyp, der ein Aufsprühen eines Fluids auf das in Wärme aushärtende, an der äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordnete Harz enthält, um das in Wärme aushärtende Harz von der Faserschicht zu entfernen, durchgeführt wird.
  7. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der erste Prozesstyp mit dem zweiten Prozesstyp, der das Aufbringen eines Lösungsmittels, welches in der Lage ist, das in Wärme aushärtende Harz aufzulösen, auf die Oberfläche der Faserschicht enthält, um ein Fließen des in Wärme aushärtenden Harzes zu erleichtern, durchgeführt wird.
  8. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite Prozesstyp das Sprühen eines Fluids zum Zerbrechen von Luftblasen enthält, welche in dem in Wärme aushärtenden Harz ausgebildet sind, das auf einer äußeren Oberfläche der Faserschicht angeordnet ist.
  9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8 und in Abhängigkeit von einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der zweite Prozesstyp nach einem Start des ersten Prozesstyps, und nachdem sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes auf eine spezifizierte zweite Viskosität geändert hat, welche höher als die erste Viskosität ist, durchgeführt wird.
  10. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der dritte Prozesstyp das Aufbringen einer Harzlösung auf die Oberfläche der Faserschicht umfasst, welche als das Antischaummittel dient.
  11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, wobei der dritte Prozesstyp wenigstens zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, nachdem sich eine Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes von einer sinkenden Tendenz zu einer ansteigenden Tendenz ändert.
  12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der dritte Prozesstyp ausgeführt wird: (i) zu einem ersten Zeitpunkt, wenn eine Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes in einer sinkenden Tendenz vorliegt; (ii) zu einem zweiten Zeitpunkt, nachdem sich die Variation der Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes von einer sinkenden Tendenz zu einer ansteigenden Tendenz ändert; und (iii) zu einem dritten Zeitpunkt, nachdem die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes über ein Viskositätsniveau zum zweiten Zeitpunkt ansteigt.
  13. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10 in Abhängigkeit von Anspruch 9, wobei der dritte Prozesstyp zu einem Zeitpunkt nach einem Start des ersten Prozesses, jedoch vor einem Start des zweiten Prozesses und zu einem Zeitpunkt, wenn sich die Viskosität des in Wärme aushärtenden Harzes auf eine spezifizierte zweite Viskosität verändert, ausgeführt wird.
  14. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die drei Prozesstypen in jedem von mehreren Zeiträumen an dem gesamten Tankbehälter ausgeführt werden.
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