JP2018161821A - Method for manufacturing high pressure tank - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書において開示する技術は、高圧タンクに関する。 The technology disclosed in the present specification relates to a high-pressure tank.
水素ガス等の流体が高圧で充填される高圧タンクとして、ライナーと、ライナーの表面に形成されている外殻層を備える高圧タンクが知られている。外殻層として、炭素繊維強樹脂層と、ガラス繊維樹脂層と、を備える構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a high-pressure tank filled with a fluid such as hydrogen gas at a high pressure, a high-pressure tank including a liner and an outer shell layer formed on the surface of the liner is known. The structure provided with a carbon fiber strong resin layer and a glass fiber resin layer as an outer shell layer is proposed (for example, refer patent document 1).
高圧タンクの製造において、未硬化の樹脂を含む層をライナー上に形成する際に、樹脂内にガスを巻き込むことがある。また、樹脂が硬化する際の硬化反応によりガスが発生し、樹脂内に包含されることもある。これらの樹脂に内包されるガスにより、樹脂が硬化した際に高圧タンク表面に凸状部が形成されるおそれがある。 In the production of a high-pressure tank, when a layer containing an uncured resin is formed on a liner, gas may be involved in the resin. Moreover, gas is generated by a curing reaction when the resin is cured, and may be included in the resin. Due to the gas contained in these resins, a convex portion may be formed on the surface of the high-pressure tank when the resin is cured.
本明細書では、高圧タンクの表面における凸状部の形成を抑制する技術を開示する。 In this specification, the technique which suppresses formation of the convex part in the surface of a high-pressure tank is disclosed.
本明細書に開示される技術は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The technology disclosed in the present specification has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
(1)本明細書に開示される技術の一形態によれば、高圧タンクの製造方法が提供される。この高圧タンクの製造方法は、(A)未硬化の第1熱硬化性樹脂と、繊維とを含む、第1熱硬化性樹脂未硬化層を、ライナー上に形成する工程と、(B)前記第1熱硬化性樹脂未硬化層の表面に、未硬化の第2熱硬化性樹脂を含む第2熱硬化性樹脂未硬化層を形成する工程と、(C)前記工程(B)の後に、前記第2熱硬化性樹脂未硬化層の外側から、前記第2熱硬化性樹脂がゲル化するまでの時間である第2ゲル化時間が、前記第1熱硬化性樹脂がゲル化するまでの時間である第1ゲル化時間よりも長くなるように加熱して、前記第1熱硬化性樹脂および前記第2熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、を備え、前記第2熱硬化性樹脂は、前記第1熱硬化性樹脂と前記第2熱硬化性樹脂とのそれぞれを、同一の昇温速度にて加熱した場合、前記第2熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第2標準ゲル化時間が、前記第1熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第1標準ゲル化時間より長いものである。 (1) According to one form of the technique disclosed in this specification, a method for manufacturing a high-pressure tank is provided. The method for producing the high-pressure tank includes (A) a step of forming a first thermosetting resin uncured layer including a first uncured first thermosetting resin and fibers on a liner; A step of forming a second thermosetting resin uncured layer containing an uncured second thermosetting resin on the surface of the first thermosetting resin uncured layer; and (C) after the step (B), From the outside of the second thermosetting resin uncured layer, the second gelation time, which is the time until the second thermosetting resin gels, is the time until the first thermosetting resin gels. Heating the first thermosetting resin and the second thermosetting resin so as to be longer than the first gelation time, which is a time, and the second thermosetting resin comprises: When each of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin is heated at the same rate of temperature rise, 2 is a time until gelation of the thermosetting resin and the second normal gelling time is longer than the first standard gel time is the time until gelation of the first thermosetting resin.
この形態の高圧タンクの製造方法では、工程(C)において、第2熱硬化性樹脂がゲル化する迄の時間(第2ゲル化時間)が、第1熱硬化性樹脂がゲル化する迄の時間(第1ゲル化時間)より長くなるように加熱するため、第1熱硬化性樹脂より第2熱硬化性樹脂の方がゲル化が遅い。そのため、第2熱硬化性樹脂が流動性を有する状態において、第1熱硬化性樹脂がゲル化するため、第1熱硬化性樹脂未硬化層の内包ガスをほぼ放出しきった後に、第2熱硬化性樹脂がゲル化する。そのため、高圧タンクの表面の凸状部の形成を抑制することができる。仮にゲル化した第1熱硬化性樹脂に内包ガスが残存して、ゲル化した第1熱硬化性樹脂の表面(第2熱硬化性樹脂との接触面)が平滑でなかったとしても、第2熱硬化性樹脂が流動性を有するため、第2熱硬化性樹脂層の表面は平滑になる。そのため、高圧タンクの表面の凸状部の形成を抑制することができる。 In the manufacturing method of the high pressure tank of this form, in the step (C), the time until the second thermosetting resin gels (second gelation time) is the time until the first thermosetting resin gels. Since the heating is performed so as to be longer than the time (first gelation time), the second thermosetting resin is slower to gel than the first thermosetting resin. Therefore, since the first thermosetting resin gels in the state where the second thermosetting resin has fluidity, the second thermosetting resin is almost completely released from the inclusion gas of the first thermosetting resin uncured layer. The curable resin gels. Therefore, formation of the convex part on the surface of the high-pressure tank can be suppressed. Even if the encapsulated gas remains in the gelled first thermosetting resin and the surface of the gelled first thermosetting resin (contact surface with the second thermosetting resin) is not smooth, 2 Since the thermosetting resin has fluidity, the surface of the second thermosetting resin layer becomes smooth. Therefore, formation of the convex part on the surface of the high-pressure tank can be suppressed.
なお、本明細書に開示される技術は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、高圧タンク、高圧タンクを備える燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した移動体等の形態で実現することができる。 The technology disclosed in this specification can be realized in various modes. For example, the present invention can be realized in the form of a high-pressure tank, a fuel cell system including the high-pressure tank, a moving body equipped with the fuel cell system, and the like.
A.実施形態:
A1.高圧タンクの構成:
図1は、本開示技術の一実施形態としての高圧タンクの概略構成を示す断面図である。本実施形態において、高圧タンク100は、例えば、圧縮水素が充填されるためのものである。高圧タンク100は、例えば、燃料電池に水素を供給するために、燃料電池車に搭載される。なお、高圧タンク100は、燃料電池車に限らず、電気自動車、ハイブリッド自動車等の他の車両に搭載されてもよいし、船舶、飛行機、ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。また、住宅、ビル等の定置設備に備えられてもよい。
A. Embodiment:
A1. High pressure tank configuration:
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a high-pressure tank as an embodiment of the disclosed technique. In the present embodiment, the high-
高圧タンク100は、略円筒形状を成す円筒部102と、その両端に一体的に設けられた略半球状のドーム部104とを有する中空容器である。図1では、円筒部102とドーム部104との境界を、破線で示している。高圧タンク100は、ライナー10と、補強層20と、保護層25と、口金30と、口金40と、を備える。以下、口金30および口金40が取付けられたライナー10を、「タンク本体」とも称する。
The high-
ライナー10は、ナイロン樹脂から成り、内部空間に充填された水素等が外部に漏れないように遮断する性質(いわゆるガスバリア性)を有する。ライナー10は、ポリエチレン系樹脂等のガスバリア性を有する他の合成樹脂や、ステンレス鋼等の金属を用いて作製されてもよい。
The
補強層20は、タンク本体の外表面を覆うように形成されている。詳しくは、補強層20は、ライナー10の外表面全体と、口金30,40の一部を覆うように形成されている。補強層20は、第1熱硬化性樹脂と炭素繊維との複合材料である炭素繊維強化樹脂(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)から成り、耐圧性を有する。本実施形態では、第1熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を用いている。
The reinforcing
保護層25は、補強層20上に形成されている。保護層25は、第2熱硬化性樹脂とガラス繊維との複合材料であるガラス繊維強化樹脂(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)から成り、補強層20よりも高い耐衝撃性を有する。本実施形態において、第2熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を用いている。但し、第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂とのそれぞれを、同一の昇温速度にて加熱した場合、第2熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第2標準ゲル化時間が、第1熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第1標準ゲル化時間より長くなるように、硬化促進剤及び硬化剤の種類や量が調整されている。第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂の組成については、後述する。
The
口金30,40は、ライナー10の2つの開口端にそれぞれ取付けられている。口金30は、高圧タンク100の開口として機能すると共に、タンク本体に配管やバルブを取り付けるための取付部として機能する。また、口金30,40は、補強層20および保護層25を形成する際に、タンク本体をフィラメントワインディング装置(以下、FW装置)へ取り付けるための取付部としても機能する。
The
図2は、第1熱硬化性樹脂の組成を示す表である。本明細書において、組成とは、成分およびその量の割合を意味する。第1熱硬化性樹脂は、主剤としてビスフェノールA型エポキシ樹脂を40〜50wt%、変性剤として液状ゴムを1〜10wt%、硬化剤としてテトラヒドロ無水フタル酸を30〜40wt%、硬化促進剤としてカプセル型アミン類を1.0〜2.0wt%、強化剤(靱性向上)としてコアシェルゴムを5〜15wt%、消泡剤として熱可塑性ポリマーを0.1〜1.0wt%を含む。なお、各成分のそれぞれの割合が図2の範囲内となり、且つその合計が100wt%になるように、各成分の割合が決定されている。 FIG. 2 is a table showing the composition of the first thermosetting resin. In this specification, a composition means the ratio of a component and its quantity. The first thermosetting resin consists of 40-50 wt% bisphenol A epoxy resin as the main agent, 1-10 wt% liquid rubber as the modifying agent, 30-40 wt% tetrahydrophthalic anhydride as the curing agent, and capsules as the curing accelerator. 1.0 to 2.0 wt% of type amines, 5 to 15 wt% of core-shell rubber as a reinforcing agent (toughness improvement), and 0.1 to 1.0 wt% of a thermoplastic polymer as an antifoaming agent. In addition, the ratio of each component is determined so that the ratio of each component is within the range of FIG. 2 and the total is 100 wt%.
図3は、第2熱硬化性樹脂の組成を示す表である。第2熱硬化性樹脂は、主剤としてビスフェノールA型エポキシ樹脂を55〜65wt%、硬化剤としてテトラヒドロ無水フタル酸を35〜45wt%、硬化促進剤としてカプセル型アミン類を0.1〜1.0wt%、消泡剤としてシリコーン系を0.1〜0.2wt%を含む。なお、各成分のそれぞれの割合が図3の範囲内となり、且つその合計が100wt%になるように、各成分の割合が決定されている。第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂に含有される硬化剤、硬化促進剤を含む主剤以外の成分の種類や量は本実施形態に限定されず、適宜変更可能である。 FIG. 3 is a table showing the composition of the second thermosetting resin. The second thermosetting resin is 55 to 65 wt% of bisphenol A type epoxy resin as a main agent, 35 to 45 wt% of tetrahydrophthalic anhydride as a curing agent, and 0.1 to 1.0 wt of capsule type amines as a curing accelerator. %, And 0.1 to 0.2 wt% of silicone as an antifoaming agent. In addition, the ratio of each component is determined so that the ratio of each component is within the range of FIG. 3 and the total is 100 wt%. The types and amounts of components other than the main agent including the curing agent and the curing accelerator contained in the first thermosetting resin and the second thermosetting resin are not limited to this embodiment, and can be changed as appropriate.
図4は、第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂の温度−粘度特性を示す図である。図4では、粘度の軸を対数目盛とした片対数グラフを示す。第2熱硬化性樹脂のゲル化温度である第2ゲル化温度T2は、第1熱硬化性樹脂のゲル化温度である第1ゲル化温度T1より高い。ゲル化温度とは、流動性のある溶液状態から急激に粘度が変化してゲル状態になる温度のことを言い、ゲル転移温度、ゲル溶解温度、相転移温度、ゾル−ゲル相転移温度、ゲル化点と称される用語と同義である。ゲル化とは流動性がなくなることを意味しており、本実施形態において粘度測定ができないほど粘度が高まった状態を意味している。図4に示す温度−粘度特性は、E型粘度計(例えば、東機産業株式会社製 RE550H)を用いて、ゾル状態にある高温の樹脂を低剪断速度で7度/分の速度で昇温させながら得られる粘度曲線から求めることができる。また、レオメータ(例えば、コーンプレートを使用したストレス制御型レオメータ、PhysicaMCRシリーズ、Anton Paar社製)を用いて、ゾル状態にある高温の樹脂を低剪断速度で温度変化をさせながら得られる粘度曲線、動的粘弾性の温度変化を測定することで得られる粘弾性曲線から求めることができる。温度−粘度特性は、本実施形態の測定方法に限定されず、公知の種々の測定方法によって得ることができる。第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂の粘度測定を同一の方法で行い、同一の基準でゲル化温度を決定すればよい。第2熱硬化性樹脂のゲル化温度である第2ゲル化温度T2は、第1熱硬化性樹脂のゲル化温度である第1ゲル化温度T1より高いため、第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂とのそれぞれを、同一の昇温速度にて加熱した場合、第2熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第2標準ゲル化時間は、第1熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第1標準ゲル化時間より長い。本明細書において、第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂とを、「同一の昇温速度」にて加熱した場合のゲル化時間を、「標準」ゲル化時間と称している。 FIG. 4 is a diagram showing temperature-viscosity characteristics of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin. FIG. 4 shows a semilogarithmic graph with the viscosity axis as a logarithmic scale. The second gelation temperature T2 that is the gelation temperature of the second thermosetting resin is higher than the first gelation temperature T1 that is the gelation temperature of the first thermosetting resin. The gelation temperature refers to the temperature at which the viscosity suddenly changes from a fluid solution state to a gel state. Gel transition temperature, gel dissolution temperature, phase transition temperature, sol-gel phase transition temperature, gel It is synonymous with a term called a conversion point. Gelation means that the fluidity is lost, and in this embodiment, it means a state where the viscosity is increased so that the viscosity cannot be measured. The temperature-viscosity characteristics shown in FIG. 4 are obtained by using a E-type viscometer (for example, RE550H manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) to heat a high temperature resin in a sol state at a low shear rate at a rate of 7 degrees / minute It can obtain | require from the viscosity curve obtained, making it. Also, using a rheometer (for example, a stress control type rheometer using a cone plate, Physica MCR series, manufactured by Anton Paar), a viscosity curve obtained while changing the temperature of a high-temperature resin in a sol state at a low shear rate, It can obtain | require from the viscoelastic curve obtained by measuring the temperature change of dynamic viscoelasticity. The temperature-viscosity characteristics are not limited to the measurement method of the present embodiment, and can be obtained by various known measurement methods. The viscosity measurement of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin may be performed by the same method, and the gelation temperature may be determined based on the same standard. Since the second gelation temperature T2 which is the gelation temperature of the second thermosetting resin is higher than the first gelation temperature T1 which is the gelation temperature of the first thermosetting resin, the second thermosetting resin and the first thermosetting resin When each of the two thermosetting resins is heated at the same rate of temperature increase, the second standard gelation time, which is the time until gelation of the second thermosetting resin, is the same as that of the first thermosetting resin. It is longer than the first standard gelation time, which is the time until gelation. In this specification, the gelation time when the first thermosetting resin and the second thermosetting resin are heated at the “same temperature increase rate” is referred to as “standard” gelation time.
A2.高圧タンクの製造方法:
図5は、高圧タンク100の製造方法を示す工程図である。本実施形態において、高圧タンク100(図1)はフィラメントワインディング法(FW法)によって製造される。工程S12では、ライナー10および樹脂含浸繊維(樹脂含浸炭素繊維および樹脂含浸ガラス繊維)が用意される。詳しくは、ライナー10に口金30および口金40が装着されたタンク本体が、マンドレルとしてFW装置(不図示)にセットされ、ボビンに巻き付けられた樹脂含浸炭素繊維および樹脂含浸ガラス繊維が、それぞれ、FW装置の予め定められた位置にセットされる。本実施形態において、炭素繊維に含浸される樹脂は第1熱硬化性樹脂であり、ガラス繊維に含浸される樹脂は第2熱硬化性樹脂である。
A2. Manufacturing method of high-pressure tank:
FIG. 5 is a process diagram showing a method for manufacturing the high-
工程S14では、タンク本体の外表面(ライナー10の外表面を含む)に、樹脂含浸炭素繊維が巻き付けられる。詳しくは、FW装置が始動され、タンク本体が回転すると共に、樹脂含浸炭素繊維がボビンから繰出され、樹脂含浸炭素繊維がタンク本体の外表面に巻き付けられる。このとき、フープ巻き、ヘリカル巻き等が適宜組み合わされて、樹脂含浸炭素繊維が巻き付けられる。以下、タンク本体の外表面に樹脂含浸炭素繊維が巻付けられたものを、「炭素繊維巻付済タンク本体」とも称する。樹脂含浸炭素繊維が予め定められた巻き数で巻き付けられ、樹脂含浸炭素繊維層が形成されると、樹脂含浸炭素繊維が切断され、樹脂含浸炭素繊維の巻終端(末端)が樹脂含浸ガラス繊維の巻始端(始端)に圧着(熱圧着等)される。樹脂含浸炭素繊維層は、未硬化(硬化前)の第1熱硬化性樹脂と、炭素繊維とを含む。本実施形態における樹脂含浸炭素繊維層を、「第1熱硬化性樹脂未硬化層」とも呼ぶ。 In step S14, the resin-impregnated carbon fiber is wound around the outer surface of the tank body (including the outer surface of the liner 10). Specifically, the FW device is started, the tank body rotates, and the resin-impregnated carbon fiber is fed out from the bobbin, and the resin-impregnated carbon fiber is wound around the outer surface of the tank body. At this time, hoop winding, helical winding, etc. are combined suitably and a resin impregnation carbon fiber is wound. Hereinafter, the one in which the resin-impregnated carbon fiber is wound around the outer surface of the tank body is also referred to as “carbon fiber wound tank body”. When the resin-impregnated carbon fiber is wound with a predetermined number of turns and the resin-impregnated carbon fiber layer is formed, the resin-impregnated carbon fiber is cut, and the winding end (end) of the resin-impregnated carbon fiber is the end of the resin-impregnated glass fiber. Crimping (thermocompression bonding, etc.) is applied to the winding start end (start end). The resin-impregnated carbon fiber layer includes an uncured first thermosetting resin (before curing) and carbon fibers. The resin-impregnated carbon fiber layer in the present embodiment is also referred to as “first thermosetting resin uncured layer”.
工程S16では、工程S14で形成された炭素繊維巻付済タンク本体の樹脂含浸炭素繊維層の上に、工程S14と同様に、樹脂含浸ガラス繊維が巻き付けられ、樹脂含浸ガラス繊維層が形成される。樹脂含浸ガラス繊維層は、未硬化(硬化前)の第2熱硬化性樹脂と、ガラス繊維とを含む。本実施形態における樹脂含浸ガラス繊維層を、「第2熱硬化性樹脂未硬化層」とも呼ぶ。 In step S16, resin-impregnated glass fibers are wound on the resin-impregnated carbon fiber layer of the carbon fiber-wound tank body formed in step S14, as in step S14, to form a resin-impregnated glass fiber layer. . The resin-impregnated glass fiber layer includes an uncured second thermosetting resin (before curing) and glass fibers. The resin-impregnated glass fiber layer in the present embodiment is also referred to as “second thermosetting resin uncured layer”.
工程S18では、工程S14,16を経て、ライナー10の外周に樹脂含浸炭素繊維層および樹脂含浸ガラス繊維層が形成された繊維巻付済タンク本体が加熱炉に入れられる。そして、繊維巻付済タンク本体が回転されつつ、樹脂含浸炭素繊維層の第1熱硬化性樹脂、樹脂含浸ガラス繊維層の第2熱硬化性樹脂が硬化温度(例えば、約160℃)になるように加熱される。本実施形態では、第2熱硬化性樹脂がゲル化するまでの時間である第2ゲル化時間t2が、前記第1熱硬化性樹脂がゲル化するまでの時間である第1ゲル化時間t1よりも長くなるように加熱している。具体的には、加熱炉の設定温度180℃にて50分加熱した後、設定温度160℃で70分加熱する。工程S18における加熱環境の設定については、後述する。
In step S18, through steps S14 and S16, the fiber-wound tank body in which the resin-impregnated carbon fiber layer and the resin-impregnated glass fiber layer are formed on the outer periphery of the
図5の工程S18の欄において、第1熱硬化性樹脂と、第2熱硬化性樹脂の温度と粘度の経時変化を概念的に図示している。第2熱硬化性樹脂未硬化層は、第1熱硬化性樹脂未硬化層よりも外側に形成されているため、繊維巻付済タンク本体が加熱炉に入れられて、繊維巻付済タンク本体の外側から加熱されると、第2熱硬化性樹脂は、第1熱硬化性樹脂よりも早く昇温する。また、第2熱硬化性樹脂未硬化層の第2熱硬化性樹脂がゲル化する時間である第2ゲル化時間t2は、第1熱硬化性樹脂未硬化層の第1熱硬化性樹脂がゲル化する時間である第1ゲル化時間t1よりも長い。すなわち、内層である第1熱硬化性樹脂未硬化層に含まれる第1熱硬化性樹脂がゲル化した後、外層である第2熱硬化性樹脂未硬化層に含まれる第2熱硬化性樹脂がゲル化する。 In the column of step S <b> 18 in FIG. 5, temporal changes in temperature and viscosity of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin are conceptually illustrated. Since the second thermosetting resin uncured layer is formed outside the first thermosetting resin uncured layer, the fiber wound tank body is placed in a heating furnace, and the fiber wound tank body is placed. When heated from the outside, the temperature of the second thermosetting resin rises faster than that of the first thermosetting resin. Further, the second gelation time t2, which is the time for the second thermosetting resin of the second thermosetting resin uncured layer to gel, is the first thermosetting resin of the first thermosetting resin uncured layer. It is longer than the first gelation time t1, which is the time for gelation. That is, after the first thermosetting resin contained in the first thermosetting resin uncured layer as the inner layer is gelled, the second thermosetting resin contained in the second thermosetting resin uncured layer as the outer layer. Gels.
工程S18により、第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂が硬化されると、補強層20および保護層25が形成される。その後、加熱炉の設定温度を低下させて、高圧タンク100を取り出す。
When the first thermosetting resin and the second thermosetting resin are cured in step S18, the reinforcing
図6は、第1熱硬化性樹脂未硬化層の第2熱硬化性樹脂未硬化層に対する昇温遅れ時間を示す図である。横軸に第2熱硬化性樹脂未硬化層が150℃に到達するまでの時間、縦軸に、第1熱硬化性樹脂未硬化層が150℃に到達するまでの時間の第2熱硬化性樹脂未硬化層に対する遅れ時間(第1熱硬化性樹脂未硬化層が150℃に到達するまでの時間−第2熱硬化性樹脂未硬化層が150℃に到達するまでの時間)を示している。図6は、第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂として本実施形態と同様の組成のエポキシ樹脂(図2、3)を用いて繊維巻付済タンク本体を作成し、加熱環境を変更して加熱する実験を行い、各熱硬化性樹脂未硬化層の昇温速度を測定した結果を示している(図6において、白丸印で図示)。加熱炉は、炉内雰囲気温度の昇温速度を変更可能に構成されている。例えば、炉内温度を180℃に設定する際に、180℃に設定(1段階)、140℃→180℃に設定(2段階)、140℃→160℃→180℃に設定(3段階)、時間に対して無段階(直線状、曲線状)に昇温する設定等を有する。また、加熱炉は、ファンを備え、ファンの風速、繊維巻付済タンク本体に対する風の角度を調節可能に構成されている。本実験では、加熱炉の温度設定、ファンの風速を変更して、第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂の昇温速度を変更している。 FIG. 6 is a diagram showing a temperature rise delay time of the first thermosetting resin uncured layer with respect to the second thermosetting resin uncured layer. The time until the second thermosetting resin uncured layer reaches 150 ° C. on the horizontal axis, and the time for the second thermosetting resin uncured layer to reach 150 ° C. on the vertical axis. It shows the delay time for the resin uncured layer (the time until the first thermosetting resin uncured layer reaches 150 ° C.—the time until the second thermosetting resin uncured layer reaches 150 ° C.). . FIG. 6 shows a case where a fiber-wound tank body is prepared using an epoxy resin (FIGS. 2 and 3) having the same composition as that of the present embodiment as the first thermosetting resin and the second thermosetting resin, and the heating environment is changed. The experiment of changing and heating was performed, and the results of measuring the temperature rising rate of each thermosetting resin uncured layer are shown (indicated by white circles in FIG. 6). The heating furnace is configured to be able to change the temperature increase rate of the furnace atmosphere temperature. For example, when setting the furnace temperature to 180 ° C., it is set to 180 ° C. (1 step), 140 ° C. → 180 ° C. (2 steps), 140 ° C. → 160 ° C. → 180 ° C. (3 steps), There is a setting for increasing the temperature in a stepless manner (linear, curved) with respect to time. The heating furnace includes a fan, and is configured to be able to adjust the wind speed of the fan and the angle of the wind with respect to the fiber wound tank body. In this experiment, the temperature setting speed of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin are changed by changing the temperature setting of the heating furnace and the wind speed of the fan.
図7は、温度測定箇所を示す説明図である。上記の実験において、第1熱硬化性樹脂未硬化層の測定点Tm1として、ドーム部で2点、胴体部で2点を測定している。同様に、第2熱硬化性樹脂未硬化層の測定点Tm2として、ドーム部で2点、胴体部で2点を測定している。樹脂温度は、例えば、熱電対式、赤外線式等、公知の樹脂温度測定装置を用いて測定することができる。図6では、各測定点の平均を図示している。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing temperature measurement locations. In the above experiment, as the measurement point Tm1 of the first thermosetting resin uncured layer, two points are measured at the dome portion and two points at the trunk portion. Similarly, as the measurement point Tm2 of the second thermosetting resin uncured layer, two points are measured at the dome portion and two points at the trunk portion. The resin temperature can be measured using a known resin temperature measuring device such as a thermocouple type or an infrared type. In FIG. 6, the average of each measurement point is illustrated.
本実験結果から、第2熱硬化性樹脂未硬化層の昇温速度が速い(図6における横軸の値が小さい)ほど、第1熱硬化性樹脂未硬化層(内層)と、第2熱硬化性樹脂未硬化層(外層)との温度差が大きくなることが分かる。 From this experimental result, the higher the rate of temperature rise of the second thermosetting resin uncured layer (the smaller the value on the horizontal axis in FIG. 6), the more the first thermosetting resin uncured layer (inner layer) and the second heat It can be seen that the temperature difference from the curable resin uncured layer (outer layer) increases.
本実施形態では、第2熱硬化性樹脂は、第1熱硬化性樹脂に対して、硬化促進剤の含有量(wt%)が少なく(図2、3)、第2熱硬化性樹脂は、第1熱硬化性樹脂よりゲル化温度が高い(図4)。第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂を、同一の昇温速度になるように加熱した場合は、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間(第2標準ゲル化時間)は、第1熱硬化性樹脂のゲル化時間(第1標準ゲル化時間)より長い。但し、繊維巻付済タンク本体の外側から加熱された場合には、図6に示した通り、外層(第2熱硬化性樹脂未硬化層)と、内層(第1熱硬化性樹脂未硬化層)とでは、昇温速度に差があるため、外層と内層の昇温速度の差が大きい場合には、たとえ、外層のゲル化温度を高く設計しても、外層が内層より先にゲル化する可能性がある。そのため、工程S18における第2熱硬化性樹脂のゲル化時間(第2ゲル化時間t2)が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間(第1ゲル化時間t1)より長くなるように、各熱硬化性樹脂の昇温速度を調整した。 In the present embodiment, the second thermosetting resin has a lower content (wt%) of the curing accelerator than the first thermosetting resin (FIGS. 2 and 3), and the second thermosetting resin is The gelation temperature is higher than that of the first thermosetting resin (FIG. 4). When the first thermosetting resin and the second thermosetting resin are heated to have the same rate of temperature increase, the gelation time (second standard gelation time) of the second thermosetting resin is 1 It is longer than the gel time (first standard gel time) of the thermosetting resin. However, when heated from the outside of the fiber wound tank body, as shown in FIG. 6, the outer layer (second thermosetting resin uncured layer) and the inner layer (first thermosetting resin uncured layer) ) And there is a difference in the rate of temperature rise, so if the difference in temperature rise rate between the outer layer and the inner layer is large, the outer layer will gel before the inner layer, even if the gelation temperature of the outer layer is set high. there's a possibility that. Therefore, each heat is set so that the gelation time of the second thermosetting resin (second gelation time t2) in step S18 is longer than the gelation time of the first thermosetting resin (first gelation time t1). The temperature rising rate of the curable resin was adjusted.
本実施形態の工程S18における加熱環境の決定方法について説明する。
第1に、第1熱硬化性樹脂と、第2熱硬化性樹脂の組成を決定する。本実施形態では、第2熱硬化性樹脂のゲル化温度が、第1熱硬化性樹脂のゲル化温度より、約30℃ゲル化温度が高くなるように、硬化促進剤の量を決定した。ここでは、硬化促進剤を、第1熱硬化性樹脂の含有量に対して減量している。
A method for determining the heating environment in step S18 of the present embodiment will be described.
First, the composition of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin is determined. In this embodiment, the amount of the curing accelerator is determined so that the gelation temperature of the second thermosetting resin is higher by about 30 ° C. than the gelation temperature of the first thermosetting resin. Here, the curing accelerator is reduced with respect to the content of the first thermosetting resin.
第2に、第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂の、それぞれ単体での、昇温速度−ゲル化温度特性を取得する。詳しくは、第1熱硬化性樹脂を単体で一定の温度で加熱して溶かし、温度−粘度特性を取得し、ゲル化温度を取得する。複数の加熱温度にて、同様の実験を行い、昇温速度−ゲル化温度特性を取得する。第2熱硬化性樹脂についても、第1熱硬化性樹脂と同一の複数の加熱温度について、同様の実験を行い、昇温速度−ゲル化温度特性を取得する。ゲル化温度は、昇温速度により異なるためである。 Second, the temperature increase rate-gelation temperature characteristics of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin, respectively, are obtained. Specifically, the first thermosetting resin is melted by heating alone at a constant temperature, temperature-viscosity characteristics are acquired, and gelation temperature is acquired. The same experiment is performed at a plurality of heating temperatures, and the temperature increase rate-gelation temperature characteristic is acquired. For the second thermosetting resin, the same experiment is performed for a plurality of heating temperatures identical to those of the first thermosetting resin, and the temperature increase rate-gelation temperature characteristic is acquired. This is because the gelation temperature varies depending on the heating rate.
第3に、図6の第1熱硬化性樹脂未硬化層の第2熱硬化性樹脂未硬化層に対する昇温遅れ時間と、上記の昇温速度−ゲル化温度特性とを利用して、下記の関係式(式1)を満たす昇温速度の組合わせを見いだす。すなわち、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間より長くなる昇温速度の組合わせの見当を付ける。本実施形態では、図6において、星印で示した昇温速度に決定した。
(第2熱硬化性樹脂のゲル化温度−初期タンク温度)/第2熱硬化性樹脂の昇温速度>(第1熱硬化性樹脂のゲル化温度−初期タンク温度)/第1熱硬化性樹脂の昇温速度…(式1)
ここで、第2熱硬化性樹脂のゲル化温度は、分母の第2熱硬化性樹脂の昇温速度におけるゲル化温度であり、第1熱硬化性樹脂のゲル化温度は、分母の第1熱硬化性樹脂の昇温速度におけるゲル化温度である。初期タンク温度は、繊維巻付済タンク本体が加熱炉に入れられたときのタンク温度であり、本実施形態では25℃(常温)を用いている。
Third, using the temperature rise delay time of the first thermosetting resin uncured layer of FIG. 6 with respect to the second thermosetting resin uncured layer and the above-described temperature rise rate-gelation temperature characteristics, The combination of the heating rate satisfying the relational expression (Equation 1) is found. That is, the combination of the temperature increase rate which makes the gelation time of 2nd thermosetting resin longer than the gelation time of 1st thermosetting resin is attached. In the present embodiment, the temperature increase rate indicated by an asterisk in FIG. 6 is determined.
(Gelation temperature of second thermosetting resin−initial tank temperature) / temperature increase rate of second thermosetting resin> (gelation temperature of first thermosetting resin−initial tank temperature) / first thermosetting Temperature rise rate of resin ... (Formula 1)
Here, the gelation temperature of the second thermosetting resin is the gelation temperature at the rate of temperature increase of the second thermosetting resin of the denominator, and the gelation temperature of the first thermosetting resin is the first of the denominator. It is the gelation temperature at the rate of temperature increase of the thermosetting resin. The initial tank temperature is a tank temperature when the fiber-wound tank main body is put into a heating furnace, and 25 ° C. (normal temperature) is used in this embodiment.
第4に、図5に示す工程S12〜S16を行って繊維巻付済タンク本体を作成し、加熱炉の加熱環境を変更して、上記第3であたりをつけた昇温速度の組合わせになるような加熱方法を決定する。具体的には、加熱炉内雰囲気温度の昇温速度、加熱炉が備えるファンの風速を変更して、第1熱硬化性樹脂未硬化層および第2熱硬化性樹脂未硬化層の昇温速度を観察する。温度測定点は、図7に示す測定点と同一である。加熱炉内雰囲気温度の昇温速度が速いほど、第2熱硬化性樹脂未硬化層の昇温速度は速く、ファンの風速が速いほど、第2熱硬化性樹脂未硬化層の昇温速度は速い。ファンの風速が過度に速いと、高圧タンクの表面にひびが生じる等の不具合が発生する可能性があるため、考慮している。 Fourth, the steps S12 to S16 shown in FIG. 5 are performed to create a fiber-wound tank body, the heating environment of the heating furnace is changed, and the combination of the temperature rising speeds in the above third The heating method is determined. Specifically, the heating rate of the first thermosetting resin uncured layer and the second thermosetting resin uncured layer is changed by changing the heating rate of the atmospheric temperature in the heating furnace and the wind speed of the fan included in the heating furnace. Observe. The temperature measurement points are the same as the measurement points shown in FIG. The faster the rate of temperature rise in the furnace temperature, the faster the rate of temperature rise of the second thermosetting resin uncured layer, and the faster the fan speed, the greater the rate of temperature rise of the second thermosetting resin uncured layer. fast. If the wind speed of the fan is excessively high, problems such as cracks on the surface of the high-pressure tank may occur.
本実施形態では、上記第1〜第4によって、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間より長くなるように、加熱環境を調整している。第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂の昇温速度は、例えば、以下の因子により変化する。
(1)第1熱硬化性樹脂未硬化層、第2熱硬化性樹脂未硬化層の厚み
(2)樹脂の組成(成分、およびその量の割合)
(3)加熱炉内雰囲気温度の昇温速度
(4)加熱炉が備えるファンの風速(風量)
(5)加熱炉が備えるファンの角度(タンクに対する風の角度)
(6)熱硬化性樹脂の自己発熱
本実施形態では、(1)の因子は、高圧タンクの要求性能に応じて、予め定められている。(5)の因子は、加熱炉の設定時に、予め定められている。そこで、(2)〜(4)を調整した。
In the present embodiment, the heating environment is adjusted by the first to fourth so that the gelation time of the second thermosetting resin is longer than the gelation time of the first thermosetting resin. The rate of temperature increase of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin varies depending on, for example, the following factors.
(1) Thicknesses of the first thermosetting resin uncured layer and the second thermosetting resin uncured layer (2) Composition of the resin (components and ratio of the amount)
(3) Temperature increase rate of the atmospheric temperature in the heating furnace (4) Wind speed (air volume) of the fan provided in the heating furnace
(5) Fan angle of the furnace (wind angle relative to the tank)
(6) Self-heating of thermosetting resin In the present embodiment, the factor (1) is determined in advance according to the required performance of the high-pressure tank. The factor (5) is determined in advance when the heating furnace is set. Therefore, (2) to (4) were adjusted.
A3.実施形態の効果:
図8は、本実施形態の高圧タンクの製造方法の工程S18における温度プロファイルを示す図である。図8では、第1熱硬化性樹脂の温度を破線、第2熱硬化性樹脂の温度を実線、設備温度を一点鎖線で示す。各熱硬化性樹脂の温度として、図7に示した測定点Tm1、Tm2のうち、胴体部分の測定点を各2点ずつ用い、その平均を図示している。設備温度としては、加熱炉内の繊維巻付済タンク近傍の雰囲気温度を、熱硬化性樹脂温度の測定装置と同じ測定装置を用いて測定した結果を図示している。
A3. Effects of the embodiment:
FIG. 8 is a diagram showing a temperature profile in step S18 of the method for manufacturing a high-pressure tank of the present embodiment. In FIG. 8, the temperature of the first thermosetting resin is indicated by a broken line, the temperature of the second thermosetting resin is indicated by a solid line, and the equipment temperature is indicated by a one-dot chain line. As the temperature of each thermosetting resin, among the measurement points Tm1 and Tm2 shown in FIG. 7, two measurement points for the body part are used, and the average is shown. As equipment temperature, the result of having measured the atmospheric temperature near the fiber wound tank in a heating furnace using the same measuring device as the measuring device of thermosetting resin temperature is illustrated.
第1熱硬化性樹脂、および第2熱硬化性樹脂の昇温速度は、時間の経過に伴い変化している。そこで、第1熱硬化性樹脂の硬化反応が進行する温度であり、かつ第1熱硬化性樹脂の内包ガスの放出(移動)が多い温度範囲(図8におけるTa(℃)〜Tb(℃))における昇温速度に注目する。ここで、第1熱硬化性樹脂の内包ガスの放出(移動)が多い温度範囲は、第1熱硬化性樹脂の粘度が低下する温度範囲であり、本実施形態では、80℃〜120℃である(図4)。また、本実施形態では、硬化反応が80℃以上で進行する。温度Ta(℃)〜Tb(℃)における第1熱硬化性樹脂の昇温速度をR1とし、第2熱硬化性樹脂の昇温速度をR2とすると、上記(式1)の関係を満たしている。このように、第1熱硬化性樹脂の硬化反応が進行する温度であり、かつ第1熱硬化性樹脂の内包ガスの放出(移動)が多い温度範囲における昇温速度が、上記(式1)の関係を満たすように、加熱環境を調整すると、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間よりも遅くなる。 The rate of temperature increase of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin changes with the passage of time. Therefore, the temperature range in which the curing reaction of the first thermosetting resin proceeds and the release (movement) of the inclusion gas of the first thermosetting resin is large (Ta (° C.) to Tb (° C.) in FIG. 8). Note the heating rate in). Here, the temperature range in which the release (movement) of the encapsulated gas of the first thermosetting resin is large is a temperature range in which the viscosity of the first thermosetting resin decreases. In the present embodiment, the temperature range is 80 ° C. to 120 ° C. Yes (Fig. 4). In this embodiment, the curing reaction proceeds at 80 ° C. or higher. When the temperature increase rate of the first thermosetting resin at temperatures Ta (° C.) to Tb (° C.) is R1, and the temperature increase rate of the second thermosetting resin is R2, the relationship of the above (formula 1) is satisfied. Yes. Thus, the temperature increase rate in the temperature range in which the curing reaction of the first thermosetting resin proceeds and the release (movement) of the inclusion gas of the first thermosetting resin is large is the above (Formula 1). When the heating environment is adjusted so as to satisfy the relationship, the gelation time of the second thermosetting resin becomes slower than the gelation time of the first thermosetting resin.
図9は、本実施形態の高圧タンクの製造方法の工程S18における第1熱硬化性樹脂と、第2熱硬化性樹脂の粘度の経時変化を概念的に示す図である。本実施形態における高圧タンクの製造方法によれば、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間(図9におけるt2)が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間(図9におけるt1)より長い。 FIG. 9 is a diagram conceptually showing a change over time in the viscosities of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin in step S18 of the method for manufacturing a high-pressure tank of the present embodiment. According to the manufacturing method of the high-pressure tank in the present embodiment, the gelation time of the second thermosetting resin (t2 in FIG. 9) is longer than the gelation time of the first thermosetting resin (t1 in FIG. 9).
以上説明したように、本実施形態では、第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂とのそれぞれを、同一の昇温速度にて加熱した場合、第2熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第2標準ゲル化時間は、第1熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第1標準ゲル化時間より長い。そして、繊維巻付済タンク本体を加熱炉にて加熱する際に、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間より長くなるように、加熱している。そのため、第2熱硬化性樹脂が流動性を有する状態において、第1熱硬化性樹脂がゲル化するため、第1熱硬化性樹脂未硬化層の内包ガスをほぼ放出しきった後に、第2熱硬化性樹脂がゲル化する。仮にゲル化した第1熱硬化性樹脂に内包ガスが残存して、ゲル化した第1熱硬化性樹脂の表面(第2熱硬化性樹脂との接触面)が平滑でなかったとしても、第2熱硬化性樹脂が流動性を有するため、第2熱硬化性樹脂層の表面は平滑になる。その結果、高圧タンクの表面の凸状部の形成を抑制することができる。 As described above, in the present embodiment, when each of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin is heated at the same rate of temperature increase, the second thermosetting resin is gelled. The second standard gelation time, which is the time for the above, is longer than the first standard gelation time, which is the time until the first thermosetting resin is gelled. And when heating a fiber wound tank main body with a heating furnace, it heats so that the gelling time of 2nd thermosetting resin may become longer than the gelling time of 1st thermosetting resin. Therefore, since the first thermosetting resin gels in the state where the second thermosetting resin has fluidity, the second thermosetting resin is almost completely released from the inclusion gas of the first thermosetting resin uncured layer. The curable resin gels. Even if the encapsulated gas remains in the gelled first thermosetting resin and the surface of the gelled first thermosetting resin (contact surface with the second thermosetting resin) is not smooth, 2 Since the thermosetting resin has fluidity, the surface of the second thermosetting resin layer becomes smooth. As a result, the formation of convex portions on the surface of the high-pressure tank can be suppressed.
B.変形例:
(1)高圧タンク100内に収容される流体は、上記した圧縮水素に限定されず、圧縮窒素等、高圧の流体であればよい。
B. Variation:
(1) The fluid stored in the high-
(2)補強層20および保護層25に含まれる繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ダイニーマ繊維、ザイロン繊維、ボロン繊維等、繊維強化樹脂を構成可能な種々の繊維を用いることができる。補強層20は、耐圧性を備え、保護層25は、補強層20よりも耐衝撃性が高くなるように、繊維を選択するのが好ましい。補強層20の繊維として、炭素繊維を用い、保護層25の繊維として、ガラス繊維またはアラミド繊維を用いると、耐圧性の高い補強層20と、補強層20よりも耐衝撃性が高い保護層25が形成されるため、好ましい。
(2) As fibers contained in the reinforcing
(3)保護層25を、第2熱硬化性樹脂のみを用いて形成してもよい。その場合、保護層25として補強層20より高い所望の耐衝撃性を備える樹脂を選択するのが好ましい。保護層25を樹脂のみで形成する場合には、スプレー塗布等の周知の方法により、樹脂を吹き付けた後、加熱することにより保護層25を形成することができる。例えば、上記実施形態において、保護層25を、第2熱硬化性樹脂のみで形成する場合には、第1熱硬化性樹脂が含浸された炭素繊維がライナー10に巻き付けられた後、スプレー塗布等の周知の方法により、第2熱硬化性樹脂を吹き付けた後、加熱して、第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂を硬化させることにより、補強層20および保護層25を形成することができる。
(3) The
(4)上記実施形態において、第1熱硬化性樹脂および第2熱硬化性樹脂としてゲル化温度の異なる同種の樹脂(エポキシ樹脂)を用いたが、第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂とを、異なる種類の熱硬化性樹脂としてもよい。例えば、第1熱硬化性樹脂を不飽和ポリエステル樹脂、第2熱硬化性樹脂をエポキシ樹脂にしてもよい。また、この逆にしてもよい。このように異なる種類の樹脂を用いる場合も、第1熱硬化性樹脂と第2熱硬化性樹脂とのそれぞれを、同一の昇温速度にて加熱した場合、第2熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第2標準ゲル化時間は、第1熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第1標準ゲル化時間より長くなるように調整する。なお、ゲル化時間の差(ゲル化温度の差)は、適宜設定可能である。そして、加熱炉による加熱工程において、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間より長くなるように、加熱することにより、高圧タンクの表面の凸状部の形成を抑制することができる。 (4) In the said embodiment, although the same kind resin (epoxy resin) from which gelation temperature differs was used as 1st thermosetting resin and 2nd thermosetting resin, 1st thermosetting resin and 2nd thermosetting resin were used. The thermosetting resin may be a different type of thermosetting resin. For example, the first thermosetting resin may be an unsaturated polyester resin and the second thermosetting resin may be an epoxy resin. Moreover, you may reverse this. Even when different types of resins are used in this way, when each of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin is heated at the same rate of temperature increase, the second thermosetting resin is gelled. The second standard gelation time that is the time until the first thermosetting resin is adjusted to be longer than the first standard gelation time that is the time until the first thermosetting resin is gelled. The difference in gelation time (difference in gelation temperature) can be set as appropriate. And in the heating process by a heating furnace, by heating so that the gelation time of the second thermosetting resin is longer than the gelation time of the first thermosetting resin, the convex portions on the surface of the high-pressure tank are formed. Formation can be suppressed.
(5)高圧タンクの製造方法の加熱炉による加熱方法(設定温度、維持時間)は、上記実施形態に限定されない。また、加熱環境の決定方法も、上記実施形態に限定されない。但し、上記実施形態のように、各熱硬化性樹脂の昇温速度の目標値(例えば、実施形態の加熱環境の決定方法の第3にて見当をつけた昇温速度)を定めて、第1熱硬化性樹脂の硬化反応が進行する温度であり、かつ第1熱硬化性樹脂の内包ガスの放出(移動)が多い温度範囲における各昇温速度が、目標値に近づくように、加熱環境を調整すると、比較的容易に、第2熱硬化性樹脂のゲル化時間が第1熱硬化性樹脂のゲル化時間より長くなるにように、加熱することができる。 (5) The heating method (set temperature, maintenance time) by the heating furnace of the high-pressure tank manufacturing method is not limited to the above embodiment. Moreover, the determination method of a heating environment is not limited to the said embodiment. However, as in the above-described embodiment, the target value of the temperature increase rate of each thermosetting resin (for example, the temperature increase rate determined in the third method of determining the heating environment of the embodiment) is determined, The heating environment is such that each temperature increase rate in a temperature range where the curing reaction of the thermosetting resin proceeds and in which the gas contained in the first thermosetting resin is released (moved) is close to the target value. Is adjusted, it can be heated relatively easily such that the gelation time of the second thermosetting resin is longer than the gelation time of the first thermosetting resin.
(6)高圧タンク100の製造方法は、上記実施形態に限定されない。加熱温度、加熱時間は、使用する樹脂や、タンク形状等に応じて適宜変更可能である。例えば、シート状の繊維強化樹脂を貼り付けるシートワインディング法、シート状の繊維を貼り付けた後で樹脂を含浸させるRTM(Resin Transfer Molding)等によって製造することもできる。
(6) The manufacturing method of the high-
本開示技術は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure technique is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
10…ライナー
20…補強層
25…保護層
30…口金
40…口金
100…高圧タンク
102…円筒部
104…ドーム部
T1…第1ゲル化温度
T2…第2ゲル化温度
Tm1…測定点
Tm2…測定点
t1…第1ゲル化時間
t2…第2ゲル化時間
DESCRIPTION OF
Claims (1)
(A)未硬化の第1熱硬化性樹脂と、繊維とを含む、第1熱硬化性樹脂未硬化層を、ライナー上に形成する工程と、
(B)前記第1熱硬化性樹脂未硬化層の表面に、未硬化の第2熱硬化性樹脂を含む第2熱硬化性樹脂未硬化層を形成する工程と、
(C)前記工程(B)の後に、前記第2熱硬化性樹脂未硬化層の外側から、前記第2熱硬化性樹脂がゲル化するまでの時間である第2ゲル化時間が、前記第1熱硬化性樹脂がゲル化するまでの時間である第1ゲル化時間よりも長くなるように加熱して、前記第1熱硬化性樹脂および前記第2熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、
を備え、
前記第2熱硬化性樹脂は、前記第1熱硬化性樹脂と前記第2熱硬化性樹脂とのそれぞれを、同一の昇温速度にて加熱した場合、前記第2熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第2標準ゲル化時間が、前記第1熱硬化性樹脂のゲル化までの時間である第1標準ゲル化時間より長いものである、高圧タンクの製造方法。 A method for manufacturing a high-pressure tank, comprising:
(A) forming a first thermosetting resin uncured layer on the liner, which includes an uncured first thermosetting resin and fibers;
(B) forming a second thermosetting resin uncured layer containing an uncured second thermosetting resin on the surface of the first thermosetting resin uncured layer;
(C) After the step (B), from the outside of the second thermosetting resin uncured layer, the second gelation time, which is the time until the second thermosetting resin gels, Heating the first thermosetting resin and the second thermosetting resin by heating to be longer than the first gelation time, which is the time until the thermosetting resin is gelled,
With
The second thermosetting resin gels the second thermosetting resin when each of the first thermosetting resin and the second thermosetting resin is heated at the same rate of temperature increase. The method for producing a high-pressure tank, wherein the second standard gelation time, which is the time until the first thermosetting resin, is longer than the first standard gelation time, which is the time until the first thermosetting resin is gelled.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020169655A (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | Method for manufacturing high pressure tank |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05457A (en) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Sekisui Chem Co Ltd | Manufacture of fiber reinforced resin molded product |
JP2008126615A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | Method for manufacturing fiber-reinforced plastic member |
JP2011230321A (en) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Toyota Motor Corp | Method of molding high pressure tank |
JP2016107408A (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Method of manufacturing high pressure tank |
-
2017
- 2017-03-27 JP JP2017060642A patent/JP6776972B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05457A (en) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Sekisui Chem Co Ltd | Manufacture of fiber reinforced resin molded product |
JP2008126615A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | Method for manufacturing fiber-reinforced plastic member |
JP2011230321A (en) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Toyota Motor Corp | Method of molding high pressure tank |
JP2016107408A (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Method of manufacturing high pressure tank |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020169655A (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | Method for manufacturing high pressure tank |
JP7120128B2 (en) | 2019-04-01 | 2022-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | High-pressure tank manufacturing method |
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