JP4388857B2 - 強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法 - Google Patents

Description

この発明は、強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける鏡部に樹脂フィルムを被覆する方法に関するものであり、更に詳しくは、例えば危険物その他を貯蔵するために地下に埋設して使用される強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける鏡部に樹脂フィルムを、効率よくしかもその形状に従って被覆することのできる方法に関するものである。

危険物の規制に関する制令の一部を改正する法律、及び、危険物の規制に関する規則の一部を改正する規則が改正、施行され、地下に埋設した強化プラスチックライニング二重殻タンクによる危険物の貯蔵が可能となっている。

上記強化プラスチックライニング二重殻タンクとは、例えば図１及び図２に示すように、鋼製のタンク１の外側に、上部及びフランジ部（気相部Ｇ）以外の部分（液相部Ｌ）において間隙２を形成しつつ強化プラスチック層３を設けてタンク本体４とし、該タンク本体４の上部から底面へ前記間隙２に連通する検知管５を挿入すると共に、図示はしていないが、前記検知管５の底部に、タンク１から漏洩する危険物及び強化プラスチック層３から流入する地下水の双方を検知することができるセンサーを配設し、更に適宜の箇所に該センサーからの出力を処理する検知装置を配してなるものである。

上記強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける強化プラスチック層３の形成は、様々な方法により行われているが、その一例としていわゆるスプレーアップ法やハンドレイアップ法を挙げることができる。即ち、このスプレーアップ法とは、間隙２を設ける必要のない気相部Ｇに対し、強化プラスチック層３との密着性を増すためにサンドブラストを施した後にプライマーを塗布し、一方、液相部Ｌには間隙２を確保するための薄い樹脂フィルムを巻き付け、前記タンク本体４の側面に相当する鏡部ＤＨも同様に処理した後、ガラス繊維と樹脂とを吹き付け、必要に応じこの吹き付け行程を繰り返し、所望の厚みの強化プラスチック層３を有する強化プラスチックライニング二重殻タンクとするものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記鏡部ＤＨは、強化プラスチックライニング二重殻タンクの種類や大きさにより様々な形状を有するが、全く平坦であることはなく必ず曲面を有しているので、従来のスプレーアップ法により、この鏡部ＤＨに対し間隙２を確保するための前記薄い樹脂フィルムを適用するには、例えば円形のフィルムを直径に沿った直線で多数に分割した二等辺三角形状の分割フィルムを用意し、この分割フィルムを先端が鏡部ＤＨの中心に一致するように円周方向に沿って貼り合わせることにより、前記円形のフィルムを皿状に形成する必要があるのであり、簡単そうではあるが、実際にはこの作業には多くの人手を要するばかりか、異常に長い作業時間を必要とし、しかもしわや隙間ができることが多いという難点がある。

又、上記の薄い樹脂フィルムに代えて、アルミ箔を適用することも提案されているが、樹脂フィルムに比較すれば馴染み性こそ向上するものの、人手及びしわや隙間の問題の解消には至らない。

一方、上記スプレーアップ法以外に、ガラスマットを使用するハンドレイアッブ法も利用されているが、上記鏡部ＤＨに対する薄い樹脂フィルムの適用には同様の問題がある。

又、予めタンク本体の鏡部の型を取って、当該鏡部の型に合わせて予備成形品を作成し、この予備成形品をタンク本体に取り付ける方法もあるが、この場合には、製造コストが嵩むという問題点や、実際の鏡部が製品によって微妙に形状が異なるため、予備成形品がその形状に完全には一致しないことがあり、隙間が生じてしまうという問題点を有している。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、例えば、危険物その他を貯蔵するために地下に埋設して使用される強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける鏡部を、効率よくしかもその実際の形状に従って樹脂フィルムで被覆することのできる強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、長手方向の両端部に曲面からなる鏡部を有する強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法において、前記強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける鏡部に対し、樹脂フィルムを膨潤剤によって膨潤させた状態で、鏡部の曲率に応じて樹脂フィルムを伸張させて貼り付けることを特徴とする強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

又、請求項２に記載された発明は、前記樹脂フィルムとして、ポリビニルアルコール系フィルムを用いる請求項１に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

更に、請求項３に記載された発明は、前記膨潤剤として、水を用いる請求項１又は２に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

又、請求項４に記載された発明は、前記水は界面活性剤を含有する請求項３に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記界面活性剤として石鹸を用いる請求項４に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

更に、請求項６に記載された発明は、前記水は水溶性有機溶媒を含有する請求項１又は２に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

更に、請求項７に記載された発明は、前記有機溶媒としてアセトンを用いる請求項６に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

更に、請求項８に記載された発明は、前記樹脂フィルムを膨潤剤によって膨潤させたときの伸び率が、張力５０Ｎ／５ｍｍ^２の条件下で２５％以上である請求項１乃至７のいずれかに記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法である。

この発明によれば、例えば、危険物その他を貯蔵するために地下に埋設して使用される強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける鏡部を、効率よくしかもその実際の形状に従って樹脂フィルムで被覆することのできる強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を提供することができる。

これにより、全体としてタンク本体に倣った強化プラスチックライニングを施すことができ、強化プラスチックライニングを通じてタンク本体に加わる土圧や地下水圧に対する強度を増大することができ、LPGを貯蔵するためのタンクにあっては、タンク内外の熱伝導を良好なものとすることができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図１及び図２はこの発明の実施の形態１に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法を適用した強化プラスチックライニング二重殻タンクを示す構成図である。

この強化プラスチックライニング二重殻タンクは、図１及び図２に示すように、鋼製のタンク１の外側に、間隙２を形成しつつ強化プラスチック層３を設けてタンク本体４とし、該タンク本体４の上部から底面へ前記間隙２に連通する検知管５を挿入すると共に、図１に示すように、前記検知管５の底部に、タンク１から漏洩する危険物及び強化プラスチック層３から流入する地下水の双方を検知することができるセンサー６を配設し、更に適宜の箇所に該センサー６からの出力を処理する検知装置７を配してなるものである。上記鋼製タンク１としては、例えば、直径２１００ｍｍのものが用いられる。

上記強化プラスチックライニング二重殻タンクが第４類危険物用のタンク１の場合には、上部及びフランジ部（気相部Ｇ）以外の部分（タンク液相部Ｌ：タンク底面より貯蔵液体が入る最高位置まで）において、間隙２を形成しつつ強化プラスチック層３を設け、ＬＰＧ用のタンク１の場合には、基本的に３６０度全周に間隙２を形成しつつ強化プラスチック層３を設けて二重殻タンクを形成する必要がある。

ところで、この発明の実施の形態１に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法は、長手方向の両端部に曲面からなる鏡部を有する強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法において、前記強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける鏡部に対し、樹脂フィルムを膨潤剤によって膨潤させた状態で、鏡部の曲率に応じて樹脂フィルムを伸張させて貼り付けるように構成されている。

すなわち、上記強化プラスチックライニング二重殻タンクは、鋼製タンク１の外周に二重殻、つまり間隙２を介した外殻である強化プラスチック層３を形成するために、鋼製タンク１の表面に樹脂フィルム８を被覆する必要があり、当該樹脂フィルム８は、しわが発生しないように、二重殻にする部分全体に被覆する必要がある。

上記樹脂フィルム８としては、例えば、厚さが２５μｍ〜１００μｍであり、材質がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムや、ＰＶＡフィルムに耐水性を付加したフィルム、ＰＶＡを主成分とするビニロンフィルム等からなるものを用いることができる。

具体的には、樹脂フィルム８の素材として、クラレビニロンフィルムの繊維包装用VF-L（商標）を例示することができる。

ところで、上記強化プラスチックライニング二重殻タンクは、横置き円筒型であり、両端は鏡板ＤＨとなっているので、上記タンクの円筒状部分には、周方向又は軸方向に沿って、フィルム８を貼り付けることで、しわを発生させることなく被覆することができる。

これに対して、上記タンクの鏡部ＤＨは、半球状、楕円形状、皿形状でコーナーに曲面を持った形状など、種々の形状に形成されているが、いずれにしても、湾曲した曲面を有しており、この湾曲した曲面を有する鏡部ＤＨに、樹脂フィルム８をしわが発生することなく貼り付ける必要がある。

そこで、この実施の形態では、図３に示すように、所定の幅（例えば、４０ｃｍ）に形成された樹脂フィルム８の長手方向に直交する先端縁８ａを、円筒形状部の端部から鏡部ＤＨの湾曲部９に掛けて、タンク１の軸方向に沿って両面テープ１０等によって貼り付ける。その後、上記樹脂フィルム８が巻き付けられると共に、パウダーブレーキ等で張力を可変できるようにしたロール１１にブレーキを作用させた状態で支持する樹脂フィルム供給装置１２によって、樹脂フィルム８に所定の張力を作用させた状態で、樹脂フィルム８の鏡部ＤＨの湾曲部９に対応した位置、或いは樹脂フィルム８の全面に、スプレー１３等によって水分を供給し、当該樹脂フィルム８を膨潤させた状態で、図４に示すように、鏡部ＤＨの全周に巻き付けるとともに、樹脂フィルム８の内周端縁８ｂを鏡部ＤＨの湾曲部９に沿って被覆し、樹脂フィルム８の一部８ｃが二重になるように巻き付けた状態で粘着テープ１０で止める。

上記樹脂フィルム８に付与する水分としては、単なる水以外に、当該水に界面活性剤としての石鹸を溶解した石鹸水や、アセトン等の水溶性有機溶媒を、２０％程度の濃度で混合した有機溶媒−水溶液等を用いるのが望ましい。

その後、上記鏡部ＤＨの端面には、図５に示すように、２つに分割された樹脂フィルム８に水や石鹸水、或いは有機溶媒−水溶液を含浸させて膨潤させたものを、テンションを掛けて中央部が重複するように貼り付けることにより、鏡部ＤＨの全面を樹脂フィルム８によって被覆する。

上記鏡部ＤＨを樹脂フィルム８を膨潤させて被覆するために必要な樹脂フィルム８の伸び率は、次のようにして求められる。タンク１の鏡部ＤＨを１０％の鏡部とした場合には、図６に示すように、タンク１の直径を２１００ｍｍ、半径を１０５０ｍｍとし、鏡部ＤＨの曲率半径を、タンク１の直径と等しい２１００ｍｍとして、当該鏡部ＤＨの外周をタンク１の直径の１０％である２１０ｍｍの幅でタンク１の円筒部と連結されるように構成される。

この場合には、必要な樹脂フィルム８の伸び率は、
（２１００÷２−０．１×２１００）＝８４０
（１０５０−８４０）÷８４０＝０．２５
となり、２５％であることがわかる。

次に、本発明者らは、樹脂フィルム８そのものの伸び率と、樹脂フィルム８を水、石鹸水やアセトン水等の有機溶媒−水溶液で膨潤させた場合とで、樹脂フィルム８の伸び率を求める実験を行った。試料のサイズは、図７に示すように、幅２０ｃｍ、厚さ２５μｍの樹脂フィルムを用い、当該樹脂フィルムの一端を挟持した状態で固定するとともに、先端部を挟持した状態で荷重５０Ｎ（５ｋｇ）の張力を作用させて伸び量を測定して、伸び率を求めた。

又、上記試料は、図８に示すように、幅の広い樹脂フィルムから、試料Ｎｏ．１〜３は、幅の広い樹脂フィルムの長手方向に沿って裁断したものを使用し、試料Ｎｏ．４〜７は、幅の広い樹脂フィルムの短手方向に沿って裁断したものを使用した。又、試料Ｎｏ．８、９は、試料Ｎｏ．１〜３と同様に樹脂フィルムの長手方向に沿って裁断したものである。因みに、裁断方向を変えて資料を調製したのは、樹脂フィルムに方向性の影響を検討するためである。

更に、試料Ｎｏ．１、４、６は、ドライ状態のものを、試料Ｎｏ．２，５は、樹脂フィルムの片面を石鹸水で膨潤させたものを、試料Ｎｏ．３は、樹脂フィルムの片面を２０％濃度のアセトン水で膨潤させたものを、試料Ｎｏ．７は、樹脂フィルムの両面を石鹸水で膨潤させたもの、試料Ｎｏ．８、９は、水で片面或いは両面を膨潤させたものをそれぞれ用いた。

以下の表１は上記実験の結果を示すものである。

この表１から明らかなように、乾燥状態のものでは、長手方向に沿って裁断した試料Ｎｏ．１の方が、短手方向に沿って裁断した試料Ｎｏ．４、Ｎｏ．６よりも、わずかに伸び率が高かったが、その伸び率は、最大で１１．３４％、最小で９．２８％であり、樹脂フィルムに方向性の影響はほとんどないことが確認された。

又、片面を石鹸水で膨潤させた樹脂フィルムＮｏ．２、Ｎｏ．５は、伸び率が３４．０２％及び４５．３６％であった。更に、片面ウエット（アセトン２０％）と両面ウエット（石鹸水）の試料Ｎｏ．３、Ｎｏ．７の場合には、伸び率が等しく１０８．２０％であった。更に又、水で片面或いは両面を膨潤させた試料Ｎｏ．８、９の場合には、伸び率が２４．７４％及び９３．８１％であった。

したがって、上記樹脂フィルム８の片面を石鹸水を用いて膨潤させたり、片面ウエット（アセトン２０％）又は両面ウエット（石鹸水）のものを用いることによって、必要な伸び率２５％を大きく上回る伸び率を得ることができることがわかった。又、水のみを用いて上記樹脂フィルム８を膨潤させる場合は、両面を膨潤させることが好ましいと考えられた。。尚、膨潤した樹脂フィルムを伸長させるには、上記実験におけるように張力を５０Ｎ／５ｍｍ^２に設定することは必須ではなく、０．５Ｎ／１ｍｍ^２程度で十分である。

このように、上記実施の形態では、鏡部ＤＨに樹脂フィルム８を貼り付ける際に、当該樹脂フィルム８を水或いは石鹸水やアセトン水等の界面活性剤や有機溶媒を含んでもよい水系の膨潤剤を用いて膨潤させるとともに、当該樹脂フィルム８に張力を作用させて伸張させ、この状態で樹脂フィルム８を鏡部ＤＨに貼り付けることにより、伸張した部分は乾燥時に収縮するので、鏡部ＤＨの曲面に沿って樹脂フィルム８をしわなく貼り付けることができる

そして、上記樹脂フィルム８が貼り付けられた鏡部ＤＨの表面に、ガラス繊維と樹脂とを吹き付け、必要に応じこの吹き付け行程を繰り返し、所望の厚みの強化プラスチック層３を有する強化プラスチックライニング二重殻タンクを製造する。

実施の形態２
図９乃至図１１はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、樹脂フィルムを円形状に形成された二重の枠体の間に張設した状態で、当該樹脂フィルムを水或いは石鹸水やアセトン水等の界面活性剤や有機溶媒を含んでもよい水系の膨潤剤を用いて膨潤させ、この膨潤した樹脂フィルムを二重の枠体に張設したままの状態で、タンクの鏡部の先端部から圧接させることにより、一度にタンクの鏡部に樹脂フィルムを貼り付けるように構成されている。

すなわち、この実施の形態２では、図９及び図１０に示すように、樹脂フィルム８を円形状に形成された二重の枠体２０の間に張設する。この二重の枠体２０は、直径が僅かに異なる内外の２つの枠体２１、２２を備えており、内側の枠体２１の外周に樹脂フィルム８を張設した状態で、外側の枠体２２を嵌合して、内外の枠体で樹脂フィルム８の外周を挟持した状態で張設する。

次に、二重の枠体２０に張設された樹脂フィルム８に水或いは石鹸水やアセトン水等の界面活性剤や有機溶媒を含んでもよい水系の膨潤剤をスプレーし、樹脂フィルム８を膨潤させる。その際、上記樹脂フィルム８を一様に膨潤させるのではなく、鏡部ＤＨの曲率の大きな湾曲部９に対応した位置に多くの膨潤剤をスプレーして、当該湾曲部９に対応した位置の樹脂フィルム８を大きく膨潤させ、中央部の膨潤量は少なくなるように設定する。

この状態で、上記樹脂フィルム８を張設した二重の枠体２０を、タンクの鏡部ＤＨの先端部からタンクの円筒部へ向けて水平に移動させ、膨潤した樹脂フィルム８をタンクの鏡部ＤＨに貼り付けるようになっている。その際、上記タンクの円筒部には、図９に示すように、全周に両面テープ１０を貼り付けておくことにより、伸張した樹脂フィルム８の外周端は、両面テープ１０に接着され、しわが発生することなく、貼り付けることが可能となる。

このように、上記実施の形態２の場合には、図１１に示すように、簡単な操作で樹脂フィルム８を一様にしわなくタンクの鏡部ＤＨに貼り付けることが可能となる。

図１はこの発明の実施の形態１に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を適用した強化プラスチックライニング二重殻タンクを示す縦断面図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を適用した強化プラスチックライニング二重殻タンクを示す横断面図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を示す説明図である。 図４はこの発明の実施の形態１に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を示す説明図である。 図５はこの発明の実施の形態１に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を示す説明図である。 図６は樹脂フィルムの伸び率を示す説明図である。 図７は樹脂フィルムの伸び率を求める実験例を示す説明図である。 図８は樹脂フィルムの伸び率を求める試料を示す説明図である。 図９はこの発明の実施の形態２に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を示す説明図である。 図１０はこの発明の実施の形態２に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を示す説明図である。 図１１はこの発明の実施の形態２に係る強化プラスチックライニング二重殻タンクの被覆方法を示す説明図である。

符号の説明

１：タンク、ＤＨ：鏡部、２：間隙、３：強化プラスチック層、８：樹脂フィルム。

Claims (8)

1. 長手方向の両端部に曲面からなる鏡部を有する強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法において、
   前記強化プラスチックライニング二重殻タンクにおける鏡部に対し、樹脂フィルムを膨潤剤によって膨潤させた状態で、鏡部の曲率に応じて樹脂フィルムを伸張させて貼り付けることを特徴とする強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。
2. 前記樹脂フィルムとして、ポリビニルアルコール系フィルムを用いる請求項１に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。
3. 前記膨潤剤として、水を用いる請求項１又は２に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。
4. 前記水は界面活性剤を含有する請求項３に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。
5. 前記界面活性剤として石鹸を用いる請求項４に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。
6. 前記水は水溶性有機溶媒を含有する請求項１又は２に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。
7. 前記有機溶媒としてアセトンを用いる請求項６に記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。
8. 前記樹脂フィルムを膨潤剤によって膨潤させたときの伸び率が、張力５０Ｎ／５ｍｍ^２の条件下で２５％以上である請求項１乃至７のいずれかに記載の強化プラスチックライニング二重殻タンクの樹脂フィルム被覆方法。

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