JP5494241B2

JP5494241B2 - タンク用のプラスチックライナーの製造方法

Info

Publication number: JP5494241B2
Application number: JP2010122996A
Authority: JP
Inventors: 俊之清水
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-05-28
Also published as: JP2011245796A

Description

本発明はタンク用のプラスチックライナーの製造方法に関する。

液体または気体を収容する内部空間が形成されたプラスチックライナーと、プラスチックライナーの外周面を覆う繊維強化樹脂層と、プラスチックライナーおよび繊維強化樹脂層を貫通した状態でプラスチックおよび繊維強化樹脂層に取着され内部空間に連通する口金とを備えるタンクが知られている（特許文献１参照）。
プラスチックライナーは、円筒状の胴体部と、胴体部の端部に位置し開口部が形成されたドーム部とを有する薄肉構造体を備えている。
そして、薄肉構造体の開口部の周囲の箇所は、口金が取着される箇所であることから、開口部の周囲のドーム部の表面にシート状の補強部材が貼り付けられ、補強されている。

特開平１１−１３９９５号公報

補強部材を開口部の周囲のドーム部の表面に貼り付けるに際しては、薄肉構造体は薄肉の壁部で構成されていることから、作業者は、ドーム部が変形しないようにドーム部の内面を手で保持するなど、ドーム部の形状を維持しながら補強部材をドーム部の表面に貼り付けなくてはならない。
したがって、作業性が悪く、また、ドーム部が変形することから補強部材をドーム部の表面になじませにくいため、補強部材とドーム部の表面との間に隙間が生じることがあり、そのため、補強部材の剥離が生じやすくプラスチックライナーの品質の向上を図る上で不利が生じる。

そこで、剛性を有する形状保持用の治具をドーム部の内面側に沿って取り付けることで、ドーム部の形状を保持しつつ補強部材を貼り付けることが考えられる。
この場合、形状保持用の治具は、開口部を通る大きさの複数の部品に分割して構成する必要があり、内部空間内でこれら複数の部品を組み立てて形状保持用の治具を完成させたのち、その形状保持用の治具をドーム部の内面側に沿って配置しなくてはならない。
したがって、このような治具を用いる場合においては、治具を組み立て、あるいは、治具を分解するための作業が煩雑となり作業性の低下を招く不利がある。
また、治具の組み立てあるいは分解時に、個々の部品を誤って落下させると、部品が薄肉構造体にぶつかって損傷を与えるため、プラスチックライナーの品質の向上を図る上で不利がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、補強部材の貼り付け作業の効率化を図りつつプラスチックライナーの品質の向上を図る上で有利なタンク用のプラスチックライナーの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、円筒状の胴体部と、前記胴体部の端部に位置し開口部が形成されたドーム部とを備える薄肉構造体と、前記開口部の周囲のドーム部の表面に貼り付けられたシート状の補強部材とからなるタンク用のプラスチックライナーの製造方法であって、可撓性を有する膜材によって袋状に形成され、内部に気体あるいは液体が充填されることにより膨らみ少なくとも前記ドーム部の内面およびこのドーム部に接続する前記胴体部の部分の内面に密着する外面を備えた袋体を用意し、前記補強部材を前記ドーム部の表面に貼り付ける前に、縮小された状態の前記袋体を前記開口部から前記内部空間に挿入し、前記挿入後、前記袋体の内部に気体あるいは液体を充填して少なくとも前記袋体の外面をドーム部の内面およびこのドーム部に接続する前記胴体部の部分の内面に密着させ、前記密着後、前記補強部材を前記ドーム部の表面に貼り付けるようにしたことを特徴とする。

袋体がドーム部の内面およびこのドーム部に接続する胴体部の部分の内面に密着することでドーム部の形状が保持されるため、補強部材のドーム部の表面への貼り付け作業を効率よく行えることは無論のこと、補強部材をドーム部の表面になじませやすいため、補強部材とドーム部の表面との剥離を防止でき、プラスチックライナーの品質を向上させる上で有利となる。

第１の実施の形態に係る製造方法で製造されたプラスチックライナー１２が用いられるタンク１０の一例を示す断面図である。第１の実施の形態に係る製造方法で製造されたプラスチックライナー１２の斜視図である。薄肉構造体２２の断面図である。薄肉構造体２２の内部に袋体３０を挿入する際の説明図である。袋体３０が挿入された状態を示す薄肉構造体２２の断面図である。袋体３０がドーム部２８の内面およびこのドーム部２８に接続する胴体部２６の部分の内面に密着した状態を示す薄肉構造体２２の断面図である。第１の実施の形態の変形例において袋体３０が挿入された状態を示す薄肉構造体２２の断面図である。第１の実施の形態の変形例において袋体３０がドーム部２８の内面およびこのドーム部２８に接続する胴体部２６の部分の内面に密着した状態を示す薄肉構造体２２の断面図である。第３の実施の形態において袋体３０が薄肉構造体２２の内面に密着した状態を示す平面図である。

（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本実施の形態に係る製造方法で製造されたプラスチックライナーが用いられるタンクの一例について説明する。
図１に示すように、タンク１０は、飲料水を収容するものであり、プラスチックライナー１２と、繊維強化樹脂層１４と、口金１６と、蓋１８とを含んで構成されている。

プラスチックライナー１２は、液体（飲料水）を収容する内部空間Ｓを形成するものであり、開口部２０を有している。
口金１６は、開口部２０を貫通した状態でプラスチックライナー１２に取着され内部空間Ｓに連通し、口金１６には着脱可能に蓋１８が取着される。
繊維強化樹脂層１４は、プラスチックライナー１２の外周面を覆うものであり、熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維（フィラメント）を、口金１６からプラスチックライナー１２の外周面にわたって巻き付けたのち、熱硬化性樹脂を熱硬化させることによって形成される。したがって、口金１６はプラスチックライナー１２と繊維強化樹脂層１４との双方にわたって取着される。

次に、プラスチックライナー１２の構造について説明する。
図２に示すように、プラスチックライナー１２は、薄肉構造体２２と、シート状の補強部材２４とから構成されている。
図３に示すように、薄肉構造体２２は、円筒状の胴体部２６と、胴体部２６の端部に位置し前記の開口部２０が形成されたドーム部２８とを備え、合成樹脂製であり、型により一体成形されている。
薄肉構造体２２を構成する合成樹脂として、ＡＢＳ樹脂など従来公知のさまざまな材料が使用可能である。

図２に示すように、補強部材２４はシート状を呈し、薄肉構造体２２の開口部２０の周囲のドーム部２８の表面に貼り付けられる。
補強部材２４は、熱硬化性樹脂が含浸された強化繊維であり布状を呈している。また、補強部材２４は熱硬化性樹脂が含浸されることで粘着性を有している。
このような熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂など従来公知のさまざまな熱硬化性樹脂が使用可能である。
また、強化繊維として、ガラス繊維、カーボン繊維など従来公知のさまざまな繊維が使用可能である。

薄肉構造体２２の開口部２０の周囲の箇所は、上述のように口金１６が取着される箇所であるから、補強する必要が生じる。
この場合、単に補強部材２４を貼り付けるのでは、貼り付ける際に開口部２０の周囲の箇所が変形する不具合が生じる。
そこで、本実施の形態では、次のようにしている。

図４乃至図６に示すように、可撓性を有する膜材によって袋状に形成され、内部に気体あるいは液体が充填されることにより膨らみ、少なくともドーム部２８の内面およびこのドーム部２８に接続する胴体部２６の部分の内面に密着する外面を備えた袋体３０を用意する。
本実施の形態では、ドーム部２８の内面に密着し開口部２２に対向する袋体３０の箇所に、袋体３０の内部に連通する管路３２が設けられており、管路３２は図示しない空気供給源に接続されている。
袋体３０を構成する可撓性を有する膜材としては、塩化ビニール、ポリプロピレンなどが採用可能である。

補強部材２４をドーム部２８の表面に貼り付ける前に、図４、図５に示すように、縮小された状態の袋体３０を開口部２０から内部空間Ｓに挿入する。
補強部材２４を内部空間Ｓに挿入した後、前記の空気供給源から管路３２を介して袋体３０の内部に気体としての空気を充填し、図６に示すように、袋体３０を薄肉構造体２２の内面に密着させる。この場合、膨らんだ袋体３０は、薄肉構造体２２の内部空間Ｓよりも長さが短いので、管路３２により袋体３０をドーム部２８側に引き寄せつつ空気を充填し、袋体３０の外面をドーム部２８の内面およびこのドーム部２８に接続する胴体部２６の部分の内面に密着させる。
なお、空気に代えて水などの液体を袋体３０の内部に充填することで袋体３０を薄肉構造体２２の内面に密着させてもよい。

そして、図６に示すように、袋体３０の外面をドーム部２８の内面およびこのドーム部２８に接続する胴体部２６の部分の内面に密着させた状態で、補強部材２４をドーム部２８の表面に貼り付ける。

補強部材２４の貼り付けが終了したならば、袋体３０の内部に充填されていた空気を排出させることで袋体３０を縮小させ、縮小した袋体３０を開口部２０から取り出す。
次いで、補強部材２４の熱硬化性樹脂を硬化させることにより、図２に示すようにプラスチックライナー１２が完成する。

以上説明したように本実施の形態によれば、袋体３０がドーム部２８の内面およびこのドーム部２８に接続する胴体部２６の部分の内面に密着することで、開口部２０の周囲の箇所を含むドーム部２８の形状が保持されるため、補強部材２４をドーム部２８の開口部２０の周囲の表面に押し付けても、ドーム部２８は変形することがない。
したがって、補強部材２４のドーム部２８の表面への貼り付け作業を効率よく行うことが可能となる。
また、開口部２０の周囲の箇所を含むドーム部２８は袋体３０により形状が保持されるため、補強部材２４をドーム部２８の表面になじませやすく、補強部材２４とドーム部２８の表面との間を密着させることができ、補強部材２４とドーム部２８の表面との剥離を防止でき、プラスチックライナー１２の品質を向上させる上で有利となる。
また、形状保持用の治具を用いる場合と異なり、治具の組み立て、分解、取り出しに要する作業が不要となるため、作業の効率化を図る上で有利であり、また、治具を構成する部品を落下させた場合に生じる薄肉構造体２２の損傷のおそれもなく、プラスチックライナー１２の品質を向上させる上で有利となる。

なお、袋体３０は、補強部材２４の貼り付け作業の際にドーム部２８の変形を防止するものであるため、袋体３０の大きさは、上述のように膨らんだ状態でドーム部２８の内面およびこのドーム部２８に接続する胴体部２６の部分の内面に密着する寸法で足りる。
しかしながら、図７、図８に示すように、袋体３０が、膨らんだ状態で薄肉構造体２２の内部空間Ｓと同じ輪郭の外形形状を呈し、袋体３０の内部に気体あるいは液体が充填された状態で、袋体３０の外面が薄肉構造体２２の内面に密着する大きさで形成するようにしてもよい。
このような大きさで袋体３０を形成すると、袋体３０への気体あるいは液体の充填時、袋体３０をドーム部２８側に引き寄せる手間が不要となり、作業性を向上する上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
前述したように、補強部材２４は、熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させたものである。
熱硬化性樹脂として、室温（例えば２０度程度）ではその粘度が高いものを使用した場合、補強部材２４は曲げにくくなり、したがって、補強部材２４をドーム部２８の表面になじませにくい傾向となる。

そこで、第２の実施の形態では、補強部材２４の熱硬化性樹脂を加温することにより熱硬化性樹脂の粘度を低下させることで作業性の向上を図るようにしている。
すなわち、袋体３０に充填する気体あるいは液体を、常温よりも高い温度に加温しておき、この加温された気体あるいは液体を袋体３０の内部に充填することで袋体３０を薄肉構造体２２の内面に密着させる。ここで、常温よりも高い温度とは、開口部２０の周囲のドーム部２８の箇所の温度を常温よりも高くする温度であり、例えば、２５度〜３０度である。
これにより、ドーム部２８の形状は袋体３０により保持され、また、ドーム部２８は気体あるいは液体により加温される。
そして、補強部材２４を、加温された開口部２０の周囲のドーム部２８の箇所に貼り付ける。したがって、補強部材２４を構成する熱硬化性樹脂はドーム２８により加温されることになる。

第２の実施の形態によれば、補強部材２４の熱硬化性樹脂が加温され粘度が低下するため、補強部材２４が曲げやすくなり、したがって、補強部材２４をドーム部２８の表面になじませやすくなる。
そのため、補強部材２４の貼り付け作業の効率化を図る上でより有利となることは無論のこと、補強部材２４とドーム部２８の表面との間を確実に密着させることができるため、補強部材２４とドーム部２８の表面との剥離を防止でき、プラスチックライナー１２の品質を向上させる上でより有利となる。
また、補強部材２４の熱硬化性樹脂を加温するために、赤外線を補強部材２４に照射したり、あるいは、熱風を補強部材２４に当てたりする場合に比較して、補強部材２４の熱硬化性樹脂を的確に効率よく加温する上で有利となる。
また、補強部材２４の熱硬化性樹脂を加温するために、作業を行う環境の温度を上げる場合に比較して、作業環境を良好に維持する上で有利となる。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、袋体３０に充填する気体あるいは液体を加温する代わりにヒータを用いたものである。
図９は第３の実施の形態において袋体３０が薄肉構造体２２の内面に密着した状態を示す平面図である。
図９に示すように、開口部２０の周囲の薄肉構造体２２の内面箇所に密着する袋体３０の表面の箇所に、通電により発熱する線状または帯状の可撓可能なヒータ３４を取着している。
ヒータ３４は、外部に設けられたヒータ用電源３６にリード線３８を介して電気的に接続され、ヒータ用電源３６から電流が供給されることによって発熱する。この場合、発熱したヒータ３４の温度は、開口部２０の周囲のドーム部２８の箇所の温度を常温よりも高くする温度であり、例えば、２５度〜３０度である。

第３の実施の形態では、気体あるいは液体を袋体３０の内部に充填することで袋体３０を薄肉構造体２２の内面に密着させる。
ヒータ３４は、袋体３０の表面に取着されていることから、袋体３０と共に薄肉構造体２２の内面に密着される。
ここで、ヒータ３４に電流を供給すると、ヒータ３４は発熱し、開口部２０の周囲のドーム部２８の箇所を加温する。
これにより、ドーム部２８の形状は袋体３０により保持され、また、ドーム部２８はヒータ３４により加温される。
そして、補強部材２４を、加温された開口部２０の周囲のドーム部２８の箇所に貼り付ける。したがって、補強部材２４を構成する熱硬化性樹脂はドーム２８により加温されることになる。

第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様に、補強部材２４の熱硬化性樹脂の粘度が低下するため、補強部材２４をドーム部２８の表面になじませやすくなる。
そのため、補強部材２４の貼り付け作業の効率化を図る上でより有利となり、補強部材２４とドーム部２８の表面との剥離を防止でき、プラスチックライナー１２の品質を向上させる上でより有利となる。
また、補強部材２４の熱硬化性樹脂を的確に効率よく加温する上で有利となり、作業環境を良好に維持する上で有利となる。

１０……タンク、１２……プラスチックライナー、１４……繊維強化樹脂層、１６……口金、２０……開口部、２２……薄肉構造体、２４……補強部材、２６……胴体部、２８……ドーム部、３０……袋体、３４……ヒータ。

Claims

円筒状の胴体部と、前記胴体部の端部に位置し開口部が形成されたドーム部とを備える薄肉構造体と、前記開口部の周囲のドーム部の表面に貼り付けられたシート状の補強部材とからなるタンク用のプラスチックライナーの製造方法であって、
可撓性を有する膜材によって袋状に形成され、内部に気体あるいは液体が充填されることにより膨らみ少なくとも前記ドーム部の内面およびこのドーム部に接続する前記胴体部の部分の内面に密着する外面を備えた袋体を用意し、
前記補強部材を前記ドーム部の表面に貼り付ける前に、縮小された状態の前記袋体を前記開口部から前記内部空間に挿入し、
前記挿入後、前記袋体の内部に気体あるいは液体を充填して少なくとも前記袋体の外面をドーム部の内面およびこのドーム部に接続する前記胴体部の部分の内面に密着させ、
前記密着後、前記補強部材を前記ドーム部の表面に貼り付けるようにした、
ことを特徴とするタンク用のプラスチックライナーの製造方法。
前記袋体に充填する気体あるいは液体を、常温よりも高い温度に加温しておき、
前記補強部材の貼り付けを、前記気体あるいは前記液体により前記開口部の周囲のドーム部の箇所を加温した状態で行う、
ことを特徴とする請求項１記載のタンク用のプラスチックライナーの製造方法。
前記開口部の周囲の前記ドーム部の内面箇所に密着する前記袋体の表面の箇所に、通電により発熱する可撓可能なヒータを設け、
前記補強部材の貼り付けを、前記ヒータの発熱により前記開口部の周囲のドーム部の箇所を加温した状態で行う、
ことを特徴とする請求項１記載のタンク用のプラスチックライナーの製造方法。
前記袋体は、膨らんだ状態で前記薄肉構造体の内部空間と同じ輪郭の外形形状を呈し、
前記袋体の内部に気体あるいは液体が充填された状態で、前記袋体の外面は前記薄肉構造体の内面に密着する、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のタンク用のプラスチックライナーの製造方法。
前記薄肉構造体は、合成樹脂製であり、
前記補強部材は、熱硬化性樹脂が含浸された強化繊維である、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載のタンク用のプラスチックライナーの製造方法。
前記開口部は口金が取着される箇所である、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載のタンク用のプラスチックライナーの製造方法。