JP6954132B2 - Manufacturing method of high pressure gas tank - Google Patents

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Description

本発明は、保護層が接着される高圧ガスタンクの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a high-pressure gas tank to which a protective layer is adhered.

この種の高圧ガスタンクの製造方法として、円筒状のシリンダー部と、シリンダー部の両端に位置する半球体状のドーム部とを有するタンクのドーム部の外周面に熱硬化性樹脂からなる繊維強化樹脂層としての補強層を形成し、補強層にドーム部包囲部材としての保護層を接着するものが開示されている（特許文献１参照）。 As a method for manufacturing this type of high-pressure gas tank, a fiber-reinforced resin made of a thermosetting resin is provided on the outer peripheral surface of the dome portion of the tank having a cylindrical cylinder portion and hemispherical dome portions located at both ends of the cylinder portion. A reinforcing layer as a layer is formed, and a protective layer as a dome portion surrounding member is adhered to the reinforcing layer (see Patent Document 1).

特開２０１４−１９０４９５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-190495

しかしながら、特許文献１に記載の高圧ガスタンクの製造方法においては、図１２（ａ）に示すように、シリンダー部１、ドーム部２および補強層３からなるタンク４の補強層３の表面が比較的に大きな凹凸部５を有している。保護層６をドーム部２に密着させて保護層６とタンク４とを一体化させるには、接着面積を確保するため、図１２（ｂ）に示すように、接着剤７を厚く塗って凹凸部５と保護層６との間の隙間を埋める必要があるという問題がある。または、凹凸部５を研磨することで凹凸部５の無い滑らかな表面にする研磨工程が必要になるという問題もある。また、図１２（ｃ）に示すように、保護層６をドーム部２に矢印ａ方向に加圧しても保護層６の変形が小さく、保護層６の補強層３の凹凸部５のある表面への追従性が良くないという問題がある。また、補強層３の表面へ接着剤を厚く塗ると、接着剤７の硬化時間が比較的に長くなってしまうという問題がある。 However, in the method for manufacturing a high-pressure gas tank described in Patent Document 1, as shown in FIG. 12A, the surface of the reinforcing layer 3 of the tank 4 composed of the cylinder portion 1, the dome portion 2 and the reinforcing layer 3 is relatively surface. Has a large uneven portion 5. In order to bring the protective layer 6 into close contact with the dome portion 2 and integrate the protective layer 6 and the tank 4, as shown in FIG. 12B, a thick adhesive 7 is applied to the unevenness in order to secure an adhesive area. There is a problem that it is necessary to fill the gap between the portion 5 and the protective layer 6. Another problem is that a polishing step of polishing the uneven portion 5 to obtain a smooth surface without the uneven portion 5 is required. Further, as shown in FIG. 12 (c), even if the protective layer 6 is pressed against the dome portion 2 in the direction of the arrow a, the deformation of the protective layer 6 is small, and the surface of the reinforcing layer 3 of the protective layer 6 with the uneven portion 5 is provided. There is a problem that the followability to is not good. Further, if the adhesive is thickly applied to the surface of the reinforcing layer 3, there is a problem that the curing time of the adhesive 7 becomes relatively long.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、タンクの表面に保護層を接着する際に、保護層の補強層への追従性を高め、接着剤の硬化を促進することができる高圧ガスタンクの製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and when the protective layer is adhered to the surface of the tank, it enhances the followability of the protective layer to the reinforcing layer and promotes the curing of the adhesive. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-pressure gas tank capable of producing a high-pressure gas tank.

本発明に係る高圧ガスタンクの製造方法は、保護層を有する高圧ガスタンクの製造方法であって、前記高圧ガスタンクを構成するタンクが凹凸形状の表面を有し、水分により軟化する前記保護層を、軟化させつつ、湿気硬化型の接着剤により前記表面に接着することを特徴とする。 The method for manufacturing a high-pressure gas tank according to the present invention is a method for manufacturing a high-pressure gas tank having a protective layer, and softens the protective layer in which the tank constituting the high-pressure gas tank has an uneven surface and is softened by moisture. It is characterized in that it adheres to the surface with a moisture-curable adhesive.

本発明に係る高圧ガスタンクの製造方法においては、保護層を水分により軟化させつつ、湿気硬化型の接着剤により凹凸形状の表面に接着するように構成されている。この構成により、保護層は、軟化した状態でタンクの凹凸形状のある表面に加圧されて接着されるので、保護層は、表面の凹凸形状に追従して変形する。その結果、接着剤を厚く塗って凹凸形状を埋める必要がなくなり、適度の厚さの接着剤により、接着剤の硬化が促進される。また、接着剤が湿気硬化型で構成されているので、保護層の水分などの湿気により接着剤の硬化が促進される。 In the method for manufacturing a high-pressure gas tank according to the present invention, the protective layer is softened by moisture and adhered to an uneven surface with a moisture-curable adhesive. With this configuration, the protective layer is pressed and adhered to the uneven surface of the tank in a softened state, so that the protective layer is deformed following the uneven shape of the surface. As a result, it is not necessary to apply a thick adhesive to fill the uneven shape, and the adhesive having an appropriate thickness promotes the curing of the adhesive. Further, since the adhesive is composed of a moisture-curable type, the curing of the adhesive is promoted by moisture such as moisture in the protective layer.

本発明によれば、タンクの表面に保護層を接着する際に、保護層の補強層への追従性を高め、接着剤の硬化を促進することができる高圧ガスタンクの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a high-pressure gas tank capable of enhancing the followability of the protective layer to the reinforcing layer and accelerating the curing of the adhesive when the protective layer is adhered to the surface of the tank. can.

本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法により作製される高圧ガスタンクの図であり、図１（ａ）は、高圧ガスタンクの分解斜視図を示し、図１（ｂ）は、高圧ガスタンクの斜視図を示し、図１（ｃ）は、保護層の断面図を示す。It is a figure of the high pressure gas tank produced by the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, FIG. 1A shows the exploded perspective view of the high pressure gas tank, and FIG. FIG. 1 (c) shows a cross-sectional view of the protective layer. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法を示す工程図。The process drawing which shows the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法により補強層が形成された高圧ガスタンクの斜視図であり、図３（ａ）は、外周部がヘリカル巻きで形成された補強層を示し、図３（ｂ）は、外周部がフープ巻きで形成された補強層を示す。FIG. 3A is a perspective view of a high-pressure gas tank in which a reinforcing layer is formed by the method for manufacturing a high-pressure gas tank according to an embodiment of the present invention. FIG. (B) shows a reinforcing layer whose outer peripheral portion is formed by hoop winding. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する高圧ガスタンクを硬化させた後の補強層の表面の図であり、図４（ａ）は、硬化した補強層を有する高圧ガスタンクの側面図を示し、図４（ｂ）は、硬化した補強層の凹凸の状態を表した高圧ガスタンクの一部を拡大した拡大側面図を示す。FIG. 4A is a view of the surface of the reinforcing layer after curing the high-pressure gas tank applied to the method for manufacturing a high-pressure gas tank according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a side view of the high-pressure gas tank having the cured reinforcing layer. 4 (b) shows an enlarged side view of a part of the high-pressure gas tank showing the uneven state of the hardened reinforcing layer. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する高圧ガスタンクの図であり、図５（ａ）は、保護層の内周側に吸水した状態を示し、図５（ｂ）は、保護層に接着剤を塗布した状態を示し、図５（ｃ）は、加圧保持機構により保護層を高圧ガスタンクに加圧保持した状態を示す。It is a figure of the high pressure gas tank applied to the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, FIG. A state in which the adhesive is applied to the layer is shown, and FIG. 5C shows a state in which the protective layer is pressure-held in a high-pressure gas tank by a pressure-holding mechanism. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する保護層の図であり、図６（ａ）は、保護層を内側から見た保護層の外観図を示し、図６（ｂ）は、保護層の内側に接着剤を塗布した保護層のタンクへの装着前の状態を示す。It is a figure of the protective layer applied to the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, FIG. 6 (a) shows the external view of the protective layer which looked at the protective layer from the inside, and FIG. , The state before mounting the protective layer in which the adhesive is applied to the inside of the protective layer to the tank is shown. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する保護層を接着する工程を示す図であり、図７（ａ）は、保護層をタンクに接着する前の保護層とタンクの部分拡大断面図を示し、図７（ｂ）は、保護層をタンクに突き当てた状態の保護層とタンクの部分拡大断面図を示し、図７（ｃ）は、保護層をタンクに対して加圧した状態の保護層とタンクの部分拡大断面図を示す。It is a figure which shows the process of adhering the protective layer applied to the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, and FIG. 7A is a partial enlargement of a protective layer and a tank before adhering a protective layer to a tank. A cross-sectional view is shown, FIG. 7 (b) shows a partially enlarged cross-sectional view of the protective layer and the tank with the protective layer abutted against the tank, and FIG. 7 (c) pressurizes the protective layer against the tank. A partially enlarged cross-sectional view of the protective layer and the tank in the state of being closed is shown. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する保護層のポリウレタンの圧縮物性のグラフであり、図８（ａ）は、ポリウレタンの常態時におけるストロークと試験力との関係を表すグラフを示し、図８（ｂ）は、ポリウレタンの吸水時におけるストロークと試験力との関係を表すグラフを示す。It is a graph of the compressed physical property of polyurethane of the protective layer applied to the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, and FIG. FIG. 8B shows a graph showing the relationship between the stroke and the test force of polyurethane during water absorption. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する保護層のポリウレタンの圧縮物性を表すグラフで、ポリウレタンの加熱６０℃におけるストロークと試験力との関係を表すグラフを示す。It is a graph which shows the compressed physical property of polyurethane of the protective layer applied to the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, and shows the graph which shows the relationship between the stroke at 60 degreeC heating of polyurethane, and the test force. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する接着剤の接着強度を説明する図であり、図１０（ａ）は、接着強度の引張試験の模式図を示し、図１０（ｂ）は、温度と接着強度との関係を表すグラフを示す。It is a figure explaining the adhesive strength of the adhesive applied to the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, FIG. Shows a graph showing the relationship between temperature and adhesive strength. 本発明の実施形態に係る高圧ガスタンクの製造方法に適用する接着剤の接着強度を説明する図であり、図１１（ａ）は、湿度と接着強度との関係を表すグラフを示し、図１１（ｂ）は、硬化時間と接着強度との関係を表すグラフを示す。It is a figure explaining the adhesive strength of the adhesive applied to the manufacturing method of the high pressure gas tank which concerns on embodiment of this invention, and FIG. 11A shows the graph which shows the relationship between humidity and adhesive strength, and FIG. b) shows a graph showing the relationship between the curing time and the adhesive strength. 従来の高圧ガスタンクの製造方法において、保護層を接着する工程を示す図であり、図１２（ａ）は、保護層をタンクに接着する前の保護層とタンクの部分拡大断面図を示し、図１２（ｂ）は、保護層をタンクに突き当てた状態の保護層とタンクの部分拡大断面図を示し、図１２（ｃ）は、保護層をタンクに対して加圧した状態の保護層とタンクの部分拡大断面図を示す。It is a figure which shows the process of adhering a protective layer in the conventional manufacturing method of a high pressure gas tank, and FIG. 12 (b) shows a protective layer in a state where the protective layer is abutted against the tank and a partially enlarged cross-sectional view of the tank, and FIG. 12 (c) shows a protective layer in a state where the protective layer is pressed against the tank. A partially enlarged cross-sectional view of the tank is shown. 従来の高圧ガスタンクの製造方法において、保護層の内側に塗布した接着剤の図であり、図１３（ａ）は、保護層の内側に接着剤を塗布した状態を示し、図１３（ｂ）は、保護層のタンクへの装着後の接着剤の一部が未接触の状態を示す。FIG. 13 (a) is a diagram of an adhesive applied to the inside of the protective layer in a conventional method for manufacturing a high-pressure gas tank, FIG. 13 (a) shows a state in which the adhesive is applied to the inside of the protective layer, and FIG. 13 (b) is a diagram. , Indicates that a part of the adhesive after the protective layer is attached to the tank is not in contact.

本発明に係る高圧ガスタンクの製造方法を適用した実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法について図面を参照して説明する。 The manufacturing method of the high-pressure gas tank 10 according to the embodiment to which the manufacturing method of the high-pressure gas tank according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

まず、高圧ガスタンク１０の構成について説明する。高圧ガスタンク１０は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、タンク１１と、口金１２、１３と、タンク１１の外周面に形成された補強層１４と、一対の保護層１５とにより構成されている。高圧ガスタンク１０は、気体を透過させにくい性質、いわゆるガスバリア性を有しており内部には水素などの比較的高圧のガスが充填されるように構成されている。 First, the configuration of the high-pressure gas tank 10 will be described. As shown in FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c), the high-pressure gas tank 10 includes a tank 11, bases 12, 13 and a reinforcing layer 14 formed on the outer peripheral surface of the tank 11. , It is composed of a pair of protective layers 15. The high-pressure gas tank 10 has a property of making it difficult for gas to permeate, that is, a so-called gas barrier property, and is configured to be filled with a relatively high-pressure gas such as hydrogen.

タンク１１は、筒状の中空容器からなり、ポリアミド樹脂（ＰＡ）などのプラスチックを炭素繊維（Carbon Fiber）で強化した炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics、以下ＣＦＲＰという。）で形成されている。なお、タンク１１の材料は、いわゆるナイロン（登録商標）などの高い機械的強度を有するエンジニアリングプラスチックや金属材料であってもよい。 The tank 11 is made of a cylindrical hollow container, and is made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics, hereinafter referred to as CFRP) in which plastic such as polyamide resin (PA) is reinforced with carbon fiber (Carbon Fiber). ing. The material of the tank 11 may be an engineering plastic or a metal material having high mechanical strength such as so-called nylon (registered trademark).

タンク１１は、シリンダー部１６と、一対のドーム部１７とを有している。シリンダー部１６は円筒状に形成され、各ドーム部１７はそれぞれ中空の略半球体からなり、シリンダー部１６と一体的に形成されている。各ドーム部１７は、図示しない口金装着部を有しており、口金装着部には口金１２、１３が装着されている。 The tank 11 has a cylinder portion 16 and a pair of dome portions 17. The cylinder portion 16 is formed in a cylindrical shape, and each dome portion 17 is formed of a hollow substantially hemisphere, and is integrally formed with the cylinder portion 16. Each dome portion 17 has a base mounting portion (not shown), and the caps 12 and 13 are mounted on the base mounting portion.

口金１２は、金属材料からなり、略半球状に形成されたドーム部１７からタンク１１の軸線方向に突出している。口金１３は、口金１２と同様、金属材料からなり、略半球状に形成されたドーム部１７からタンク１１の軸線方向に突出している。 The base 12 is made of a metal material and projects from a dome portion 17 formed in a substantially hemispherical shape in the axial direction of the tank 11. Like the base 12, the base 13 is made of a metal material and projects in the axial direction of the tank 11 from the dome portion 17 formed in a substantially hemispherical shape.

補強層１４は、繊維束Ｆがタンク１１の外周面に巻き付けられて形成されている。繊維束Ｆは、エポキシ樹脂（ＥＰ）などのプラスチックをガラス繊維（Glass Fiber）で強化したガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）で形成されている。なお、補強層１４の材料は、カーボン繊維（Carbon Fiber）、アラミド繊維（Aromatic Polyamide Fiber）などの繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させた複合材料であってもよい。 The reinforcing layer 14 is formed by winding the fiber bundle F around the outer peripheral surface of the tank 11. The fiber bundle F is formed of glass fiber reinforced plastic (GFRP: Glass Fiber Reinforced Plastics) in which plastic such as epoxy resin (EP) is reinforced with glass fiber (Glass Fiber). The material of the reinforcing layer 14 may be a composite material in which fibers such as carbon fiber and aramid fiber are put in plastic to improve the strength.

繊維束Ｆは、数十本の単繊維を撚り合わせて１本の糸にした、いわゆるマルチフィラメントが、数千〜数万本程度束ねられた繊維束からなる。補強層１４の形成は、例えば、図示しないフィラメントワインディング装置（Filament Winding Process、以下ＦＷ装置という。）によって行われる。 The fiber bundle F is composed of a fiber bundle in which several thousand to tens of thousands of so-called multifilaments, which are obtained by twisting dozens of single fibers into one thread, are bundled. The reinforcing layer 14 is formed, for example, by a filament winding device (Filament Winding Process, hereinafter referred to as a FW device) (not shown).

このＦＷ装置は、太い繊維束Ｆを引伸ばして細くするとともに，あまい撚りを与えて粗糸とし、巻き取ったいわゆる粗紡糸（ガラスロービングなどのロービング）に樹脂を含浸させながら、または、樹脂が含浸された粗紡糸にテンションをかけ、被加工物に連続的に巻き付ける製造装置をいう。粗紡糸に含浸させる樹脂は、例えば、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリエステル樹脂（ＰＥ）やポリアミド樹脂（ＰＡ）などの熱硬化性樹脂からなる。このＦＷ法によれば、巻き付ける際の角度を調整することにより、被加工物の軸方向および周方向の強度を調整することができる。 In this FW device, a thick fiber bundle F is stretched and thinned, and a sweet twist is applied to form a coarse yarn, and the wound so-called crude yarn (roving such as glass roving) is impregnated with resin, or the resin is used. A manufacturing device that applies tension to impregnated crude yarn and continuously winds it around a work piece. The resin to be impregnated in the crude yarn is made of, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin (EP), a polyester resin (PE) or a polyamide resin (PA). According to this FW method, the strength in the axial direction and the circumferential direction of the workpiece can be adjusted by adjusting the angle at the time of winding.

一対の保護層１５は、多孔質構造の衝撃吸収性樹脂で構成されている。多孔質構造の衝撃吸収性樹脂としては、例えば、ウレタンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料が挙げられる。各保護層１５は、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように、タンク１１のドーム部１７と同様の形状で作製する。各保護層１５は、中央部分に貫通孔１５ａを有しており、ドーム部１７に取り付けられる際に口金１２、１３が挿入されるように構成されている。また、保護層１５の内周面１５ｂは、ドーム部１７の外周面と同様の曲面形状で形成されており、ドーム部１７に取り付けられる際に、内周面１５ｂがドーム部１７の外周面を覆うように構成されている。 The pair of protective layers 15 are made of a shock-absorbing resin having a porous structure. Examples of the impact-absorbing resin having a porous structure include rubber materials such as urethane rubber, nitrile rubber, and fluororubber. As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (c), each protective layer 15 is manufactured in the same shape as the dome portion 17 of the tank 11. Each protective layer 15 has a through hole 15a in the central portion, and is configured so that the bases 12 and 13 are inserted when the protective layer 15 is attached to the dome portion 17. Further, the inner peripheral surface 15b of the protective layer 15 is formed in a curved surface shape similar to the outer peripheral surface of the dome portion 17, and when attached to the dome portion 17, the inner peripheral surface 15b touches the outer peripheral surface of the dome portion 17. It is configured to cover.

本実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法について説明する。高圧ガスタンク１０の製造方法は、図２に示すように、高圧ガスタンク、口金および保護層作製工程と、補強層形成工程と、加熱や急冷による硬化工程と、保護層接着工程とを含んで構成されている。各工程は、順に行われる。なお、本実施形態の保護層接着工程は、本発明に係る高圧ガスタンクの製造方法を構成している。 A method of manufacturing the high-pressure gas tank 10 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the method for manufacturing the high-pressure gas tank 10 includes a high-pressure gas tank, a base and a protective layer manufacturing step, a reinforcing layer forming step, a curing step by heating or quenching, and a protective layer bonding step. ing. Each step is performed in sequence. The protective layer bonding step of the present embodiment constitutes the method for manufacturing a high-pressure gas tank according to the present invention.

高圧ガスタンク、口金および保護層作製工程においては、タンク１１、口金１２、１３および一対の保護層１５が作製される（ステップＳ１）。タンク１１は、長手方向の中央部分で分割し、シリンダー部１６およびドーム部１７を有する一方側のタンクと、一方側のタンクと同様、シリンダー部１６およびドーム部１７を有する他方側のタンクとをＣＦＲＰで成形することによりそれぞれ作製する。また、口金１２、１３は、金型鋳造や切削などの金属加工によりそれぞれ作製する。 In the step of producing the high-pressure gas tank, the base and the protective layer, the tank 11, the base 12, 13 and the pair of protective layers 15 are manufactured (step S1). The tank 11 is divided at the central portion in the longitudinal direction, and the tank on one side having the cylinder portion 16 and the dome portion 17 and the tank on the other side having the cylinder portion 16 and the dome portion 17 like the tank on one side are divided. Each is manufactured by molding with CFRP. Further, the bases 12 and 13 are manufactured by metal processing such as mold casting and cutting, respectively.

次いで、作製した一方側のタンクの貫通孔に口金１２を挿入し、一方側のタンクと口金１２とを嵌合させる。また、作製した他方側のタンクの貫通孔に口金１３を挿入し、他方側のタンクと口金１３とを嵌合させる。次いで、口金１２が装着された一方側のタンクのシリンダー部１６の開口する一方端部と、口金１３が装着された他方側のタンクのシリンダー部１６の開口する一方端部とが対向するようにして突き合わされ、互いの軸線を一致させるようにして、一方側のタンクと他方側のタンクとを組み付ける。 Next, the base 12 is inserted into the through hole of the prepared tank on one side, and the tank on one side and the base 12 are fitted together. Further, the base 13 is inserted into the through hole of the manufactured tank on the other side, and the tank on the other side and the base 13 are fitted together. Next, the open one end of the cylinder portion 16 of the tank on one side to which the base 12 is mounted and the open one end of the cylinder portion 16 of the tank on the other side to which the base 13 is mounted are made to face each other. Assemble the tank on one side and the tank on the other side so that they are butted against each other and their axes are aligned with each other.

組み付けられた一方側のタンクと他方側のタンクをレーザー融着などの接合手段により接合する。この接合により、一方側のタンクと他方側のタンクが一体化されるとともに、口金１２、１３とがそれぞれ装着されたタンク１１が作製される。 The assembled tank on one side and the tank on the other side are joined by a joining means such as laser fusion. By this joining, the tank on one side and the tank on the other side are integrated, and the tank 11 to which the bases 12 and 13 are attached is manufactured.

各保護層１５は、多孔質構造の衝撃吸収性樹脂、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）からなるウレタンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料により、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように、タンク１１のドーム部１７と同様の形状で成形することにより作製する。各保護層１５がポリウレタン（ＰＵ）からなるウレタンゴムで作製された場合には、ポリウレタン（ＰＵ）は、密度（ｇ／ｃｍ３）が、０．２５±０．１ｇ／ｃｍ３、引張強度（ｋＰａ）が、１９６０ｋＰａ、伸び（％）が、１１０％の物性を有している。 Each protective layer 15 is made of a shock-absorbing resin having a porous structure, for example, a rubber material such as urethane rubber made of polyurethane (PU), nitrile rubber, or fluororubber, and is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (c). As described above, it is manufactured by molding in the same shape as the dome portion 17 of the tank 11. When each protective layer 15 is made of urethane rubber made of polyurethane (PU), the polyurethane (PU) has a density (g / cm 3 ) of 0.25 ± 0.1 g / cm 3 and a tensile strength (tension strength (PU)). kPa) has a physical property of 1960 kPa, and elongation (%) has a physical property of 110%.

補強層形成工程においては、繊維束Ｆが巻き付けられた複数のボビンがＦＷ装置にセットされ、ボビンから巻き出された繊維束ＦがＦＷ装置の各構成要素にセットされ、ＦＷ装置が稼働し、ＦＷ装置によって繊維束Ｆがタンク１１の外周面に巻き付けられて補強層１４が形成される（ステップＳ２）。ＦＷ装置は、タンク１１の口金１２、１３を支持する支持部と、タンク１１を軸心周りに回転させる回転駆動部とを有す図示しない繊維束巻付機構を備えている。繊維束巻付機構は、繊維束Ｆのタンク１１の軸線方向への往復移動と、タンク１１の回転との協働により、タンク１１の外周面に繊維束Ｆを巻き付けるように構成されている。 In the reinforcing layer forming step, a plurality of bobbins around which the fiber bundle F is wound are set in the FW device, the fiber bundle F unwound from the bobbins is set in each component of the FW device, and the FW device is operated. The fiber bundle F is wound around the outer peripheral surface of the tank 11 by the FW device to form the reinforcing layer 14 (step S2). The FW device includes a fiber bundle winding mechanism (not shown) having a support portion for supporting the bases 12 and 13 of the tank 11 and a rotation drive portion for rotating the tank 11 around the axis. The fiber bundle winding mechanism is configured to wind the fiber bundle F around the outer peripheral surface of the tank 11 in cooperation with the reciprocating movement of the fiber bundle F in the axial direction of the tank 11 and the rotation of the tank 11.

繊維束巻取機構は、繊維束Ｆのタンク１１の軸線方向への移動速度（ｍ／ｓｅｃ）と、タンク１１の回転速度（ｒｐｍ）とを図示しない制御部により制御することで、タンク１１の繊維束Ｆの巻き付け方をヘリカル巻きやフープ巻きに変化できるように構成されている。 The fiber bundle winding mechanism controls the moving speed (m / sec) of the fiber bundle F in the axial direction of the tank 11 and the rotation speed (rpm) of the tank 11 by a control unit (not shown). The winding method of the fiber bundle F can be changed to helical winding or hoop winding.

ヘリカル巻きは、図３（ａ）に示すように、繊維束Ｆの巻回軌跡がタンク１１の軸線ＣＬに対して、例えば１０°〜３０°程度の低角度θで交差する巻き付け方で、繊維束Ｆがタンク１１のシリンダー部１６と、一対のドーム部１７の全体に亘って螺旋状に繰り返し巻回される。 As shown in FIG. 3A, the helical winding is a winding method in which the winding locus of the fiber bundle F intersects the axis CL of the tank 11 at a low angle θ of, for example, about 10 ° to 30 °. The bundle F is repeatedly spirally wound over the cylinder portion 16 of the tank 11 and the entire pair of dome portions 17.

フープ巻きは、図３（ｂ）に示すように、繊維束Ｆの巻回軌跡がタンク１１の軸線ＣＬに対して、例えば９０°程度の直角に近い角度で交差する巻き付け方で、繊維束Ｆがタンク１１のシリンダー部１６の外周面に繰り返し巻回される。 As shown in FIG. 3B, the hoop winding is a winding method in which the winding locus of the fiber bundle F intersects the axis CL of the tank 11 at an angle close to a right angle of, for example, about 90 °. Is repeatedly wound around the outer peripheral surface of the cylinder portion 16 of the tank 11.

加熱や急冷による硬化工程においては、補強層１４の加熱や急冷による硬化処理が行われる（ステップＳ３）。補強層１４の硬化は、図示しない加熱炉や高周波誘導加熱を誘起する誘導加熱コイルなどの加熱装置によって行われ、補強層１４内のエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が加熱処理により硬化する。 In the curing step by heating or quenching, the reinforcing layer 14 is cured by heating or quenching (step S3). The reinforcing layer 14 is cured by a heating device (not shown) such as a heating furnace or an induction heating coil that induces high frequency induction heating, and a thermosetting resin such as an epoxy resin in the reinforcing layer 14 is cured by heat treatment.

加熱処理は、加熱開始から所定の温度（℃）までは、経過時間（ｍｉｎ）と温度との関係が一定の割合で上昇するよう加熱する。その後、所定の温度で所定の時間保持される。そして、所定の温度からガラス転移点までは、経過時間（ｍｉｎ）と温度との関係が一定の割合で徐々に下降するように徐冷させる。徐冷は、品質に影響を及ぼさないように経過時間（ｍｉｎ）と温度との関係が管理される。なお、所定の温度および所定の時間は、タンク１１および補強層１４の構造、大きさ、材質などの設定諸元や実験値などのデータに基づいて適宜選択される。 In the heat treatment, from the start of heating to a predetermined temperature (° C.), heating is performed so that the relationship between the elapsed time (min) and the temperature rises at a constant rate. After that, it is held at a predetermined temperature for a predetermined time. Then, from the predetermined temperature to the glass transition point, the temperature is gradually cooled so that the relationship between the elapsed time (min) and the temperature gradually decreases at a constant rate. In slow cooling, the relationship between elapsed time (min) and temperature is controlled so as not to affect the quality. The predetermined temperature and the predetermined time are appropriately selected based on the setting specifications such as the structure, size, and material of the tank 11 and the reinforcing layer 14 and data such as experimental values.

加熱による硬化処理において、補強層１４が加熱により硬化すると、補強層１４の外周面に巻き付けられた繊維束Ｆは、図４（ａ）に示すように、凹凸部１４ａを有する補強層となり、タンク１１の機械的強度が高められる。凹凸部１４ａは、図４（ｂ）に示すように、保護層１５を接着する破線の四角で囲む領域では、凸部が１ｍｍ〜５ｍｍ程度の高さを有している。なお、本実施形態の凹凸部１４ａは、本発明に係る高圧ガスタンクの製造方法のタンクの凹凸形状に対応する。 In the curing treatment by heating, when the reinforcing layer 14 is cured by heating, the fiber bundle F wound around the outer peripheral surface of the reinforcing layer 14 becomes a reinforcing layer having the uneven portion 14a as shown in FIG. 4A, and becomes a tank. The mechanical strength of 11 is increased. As shown in FIG. 4B, the uneven portion 14a has a convex portion having a height of about 1 mm to 5 mm in the region surrounded by the broken line square to which the protective layer 15 is adhered. The uneven portion 14a of the present embodiment corresponds to the uneven shape of the tank in the method for manufacturing a high-pressure gas tank according to the present invention.

急冷による硬化処理は、加熱による硬化処理に続いて行われる（ステップＳ３）。加熱による硬化処理における徐冷がガラス転移点で終了すると、急冷を開始する。急冷は、徐冷速度よりも速い速度で温度を下降させ、冷却時間の短縮が図られる。冷却速度は品質に影響を及ぼさないので、可能な限り急速に冷却される。 The curing treatment by quenching is performed following the curing treatment by heating (step S3). When the slow cooling in the curing process by heating is completed at the glass transition point, rapid cooling is started. Quenching lowers the temperature at a rate faster than the slow cooling rate, and shortens the cooling time. The cooling rate does not affect the quality, so it cools as quickly as possible.

保護層接着工程においては、各保護層１５がタンク１０の補強層１４に接着される（ステップＳ４）。保護層接着工程においては、まず、図５（ａ）に示すように、各保護層１５の内周側を吸水させ、内周面１５ｂからｎで示す所定の深さの範囲の保護層１５を軟化させる。保護層１５の外周側は、保護層１５を補強層１４に接着する際の加圧で変形しないよう所定の硬度が維持されている。 In the protective layer bonding step, each protective layer 15 is bonded to the reinforcing layer 14 of the tank 10 (step S4). In the protective layer bonding step, first, as shown in FIG. 5A, the inner peripheral side of each protective layer 15 is made to absorb water, and the protective layer 15 in a predetermined depth range indicated by inner peripheral surfaces 15b to n is formed. Soften. The outer peripheral side of the protective layer 15 is maintained at a predetermined hardness so as not to be deformed by pressure when the protective layer 15 is adhered to the reinforcing layer 14.

次いで、図５（ｂ）に示すように、各保護層１５を接着剤塗布台Ｔの上に載置し、保護層１５の内周面１５ｂに接着剤２０をそれぞれ塗布する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、保護層１５の貫通孔１５ａの周囲と、保護層１５の開口する縁の周囲に所定の幅および所定の厚みで接着剤２０をそれぞれ塗布する。 Next, as shown in FIG. 5B, each protective layer 15 is placed on the adhesive coating table T, and the adhesive 20 is applied to the inner peripheral surface 15b of the protective layer 15, respectively. Specifically, as shown in FIG. 6B, the adhesive 20 is applied around the through hole 15a of the protective layer 15 and around the opening edge of the protective layer 15 with a predetermined width and a predetermined thickness, respectively. do.

接着剤２０は、空気中の水分と反応して硬化する湿気硬化型からなり、例えば、シアノアクリレート系、シリコーンゴム系や変性アクリルシリコーンからなる。接着剤２０の所定の幅および所定の厚みは、補強層１４の表面の凹凸の形状、タンクの構造、大きさ、材質などの設定諸元や、実験値などのデータに基づいて適宜選択される。 The adhesive 20 is a moisture-curable type that cures by reacting with moisture in the air, and is made of, for example, a cyanoacrylate-based adhesive, a silicone rubber-based adhesive, or a modified acrylic silicone. The predetermined width and the predetermined thickness of the adhesive 20 are appropriately selected based on the setting specifications such as the shape of the unevenness on the surface of the reinforcing layer 14, the structure, size, and material of the tank, and data such as experimental values. ..

続いて、各保護層１５を加熱し、各保護層の温度（℃）を上昇させる。なお、接着剤２０が塗布される前に、各保護層１５を加熱してもよく、接着剤２０の塗布と同時に各保護層１５を加熱してもよい。 Subsequently, each protective layer 15 is heated to raise the temperature (° C.) of each protective layer. Each protective layer 15 may be heated before the adhesive 20 is applied, or each protective layer 15 may be heated at the same time as the adhesive 20 is applied.

次いで、接着剤２０が塗布された各保護層１５を、図５（ｃ）に示すように、加圧保持機構３０にそれぞれセットする。各保護層１５は、図１（ａ）、図７（ａ）に示すように、各保護層１５に塗布された接着剤２０が、補強層１４の凹凸部１４ａに対向する姿勢で加圧保持機構３０に保持される。そして、加圧保持機構３０で保持された保護層１５は、加圧保持機構３０により、タンク１１のドーム部１７の方向に移動して、図７（ｂ）に示すように、接着剤２０の表面が補強層１４の凹凸部１４ａに押し当てられる。 Next, each protective layer 15 coated with the adhesive 20 is set in the pressure holding mechanism 30 as shown in FIG. 5 (c). As shown in FIGS. 1 (a) and 7 (a), each protective layer 15 is pressed and held by the adhesive 20 applied to each protective layer 15 in a posture facing the uneven portion 14 a of the reinforcing layer 14. It is held by the mechanism 30. Then, the protective layer 15 held by the pressure holding mechanism 30 moves in the direction of the dome portion 17 of the tank 11 by the pressure holding mechanism 30, and as shown in FIG. 7B, the adhesive 20 The surface is pressed against the uneven portion 14a of the reinforcing layer 14.

次いで、図７（ｃ）に示すように、保護層１５は、加圧保持機構３０により、矢印ｂ方向に加圧される。そして、加圧保持機構３０による加圧により、軟化した各保護層１５の内周側は、補強層１４の表面の凹凸にならって変形し、塗布された接着剤２０は、薄く均一に延ばされる。 Next, as shown in FIG. 7C, the protective layer 15 is pressurized in the direction of arrow b by the pressure holding mechanism 30. Then, the inner peripheral side of each softened protective layer 15 is deformed according to the unevenness of the surface of the reinforcing layer 14 by the pressurization by the pressure holding mechanism 30, and the applied adhesive 20 is spread thinly and uniformly. ..

これにより、各保護層１５および接着剤２０は、補強層１４の表面の凹凸に追従しつつ密着し、良好な接着界面が確保され、接着剤２０により保護層１５と補強層１４とが互いに接合される。その結果、接着剤２０が薄膜化され硬化時間（ｍｉｎ）が短縮されるのに加えて、吸水された保護層１５内の水分により接着剤２０の硬化が促進されるとともに、加熱による保護層１５の熱により、さらに接着剤２０の硬化が促進される。 As a result, each of the protective layer 15 and the adhesive 20 adheres to each other while following the unevenness of the surface of the reinforcing layer 14, a good adhesive interface is secured, and the protective layer 15 and the reinforcing layer 14 are bonded to each other by the adhesive 20. Will be done. As a result, the adhesive 20 is thinned and the curing time (min) is shortened. In addition, the moisture in the water-absorbed protective layer 15 promotes the curing of the adhesive 20, and the protective layer 15 is heated. The heat of the adhesive further accelerates the curing of the adhesive 20.

以上のように構成された実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法の効果について説明する。 The effect of the manufacturing method of the high-pressure gas tank 10 according to the embodiment configured as described above will be described.

本実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法は、各保護層１５を水分により軟化させつつ、湿気硬化型の接着剤２０により補強層１４の凹凸部１４ａの表面に接着する保護層接着工程（ステップＳ４）を含んで構成されている。保護層接着工程では、各保護層１５の内周側の吸水および加熱が行われ、接着剤２０が各保護層１５の内周面１５ｂに塗布され、加圧保持機構３０により各保護層１５がタンク１１に装着されて加圧される。 The method for manufacturing the high-pressure gas tank 10 according to the present embodiment is a protective layer bonding step (step) in which each protective layer 15 is softened by moisture and adhered to the surface of the uneven portion 14a of the reinforcing layer 14 by a moisture-curable adhesive 20. It is configured to include S4). In the protective layer bonding step, water absorption and heating are performed on the inner peripheral side of each protective layer 15, the adhesive 20 is applied to the inner peripheral surface 15b of each protective layer 15, and each protective layer 15 is pressed by the pressure holding mechanism 30. It is mounted on the tank 11 and pressurized.

これにより、軟化した各保護層１５の内周側は、補強層１４の表面の凹凸にならって変形し、塗布された接着剤２０は、薄く均一に延ばされて、各保護層１５とタンク１１とが互いに接着される。その結果、接着剤２０が薄膜化され硬化時間（ｍｉｎ）が短縮されるのに加えて、吸水された保護層１５内の水分により接着剤２０の硬化が促進されるとともに、加熱による保護層１５の熱により、さらに接着剤２０の硬化が促進されるという効果が得られる。 As a result, the inner peripheral side of each softened protective layer 15 is deformed according to the unevenness of the surface of the reinforcing layer 14, and the applied adhesive 20 is spread thinly and uniformly, and each protective layer 15 and the tank are spread. 11 and 11 are adhered to each other. As a result, the adhesive 20 is thinned and the curing time (min) is shortened. In addition, the moisture in the water-absorbed protective layer 15 promotes the curing of the adhesive 20, and the protective layer 15 is heated. The heat of the adhesive 20 further accelerates the curing of the adhesive 20.

図１２（ａ）に示す保護層６への吸水や加熱が行われていない従来の高圧ガスタンクの製造方法においては、図１２（ｃ）に示すように、保護層６が矢印ａ方向に加圧されても、保護層６の変形が少ない。その結果、図１３（ａ）に示すように、保護層６の装着前に、保護層６の内周面６ｂに塗布した接着剤７が、装着後には、図１３（ｂ）に示すように、保護層６の内周面６ｂの縁側では補強層３の凹凸部５に接触して多くが潰されて接触面積が大きくなっているが、保護層６の内周面６ｂの貫通孔６ａ周辺では、補強層３の凹凸部５に接触していない未接触部分が多くあった。接着剤７の未接触部分が多くあると、接着剤７の潰し量が少なく硬化時間が長くなるという問題があった。本実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法においては、このような問題が解決されるという効果が得られる。また、従来の高圧ガスタンクの製造方法において、補強層の凹凸部を研磨して滑らかにする研磨工程が必要となる問題や、凹凸部を埋める接着剤の厚塗りにより接着剤の硬化時間が長いという問題が解消されるという効果が得られる。 In the conventional method for manufacturing a high-pressure gas tank in which water absorption or heating is not performed on the protective layer 6 shown in FIG. 12 (a), the protective layer 6 pressurizes in the direction of arrow a as shown in FIG. 12 (c). Even if it is done, the protective layer 6 is hardly deformed. As a result, as shown in FIG. 13 (a), the adhesive 7 applied to the inner peripheral surface 6b of the protective layer 6 before mounting the protective layer 6 is as shown in FIG. 13 (b) after mounting. On the edge side of the inner peripheral surface 6b of the protective layer 6, most of the contact area is crushed by contacting the uneven portion 5 of the reinforcing layer 3, but the area around the through hole 6a of the inner peripheral surface 6b of the protective layer 6 is increased. Then, there were many uncontacted portions that were not in contact with the uneven portion 5 of the reinforcing layer 3. If there are many uncontacted portions of the adhesive 7, there is a problem that the amount of crushing of the adhesive 7 is small and the curing time is long. In the method for manufacturing the high-pressure gas tank 10 according to the present embodiment, the effect of solving such a problem can be obtained. In addition, in the conventional method for manufacturing a high-pressure gas tank, there is a problem that a polishing process is required to polish and smooth the uneven portion of the reinforcing layer, and the curing time of the adhesive is long due to the thick coating of the adhesive that fills the uneven portion. The effect is that the problem is solved.

本実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法における保護層１５を構成するポリウレタン（ＰＵ）の圧縮物性について、７５％圧縮時試験力で評価を行った。圧縮物性は、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９に示すように、ポリウレタンの常態時、吸水時、加熱６０℃に分けて、それぞれ常態時−１、常態時−２、常態時−３、耐水−１、耐水−２、耐水−３、６０℃−１、６０℃−２、６０℃−３について別々にテストピースで評価を行った。評価は、ＪＩＳＫ７２２０に基づいて行った。テストピースへの吸水は、水に所定時間浸漬させることによって行った。テストピースには、１５〜２０ｃｍ□で厚さ数十ｍｍ程度の形状のポリウレタンを使用した。 The compressed physical properties of the polyurethane (PU) constituting the protective layer 15 in the method for manufacturing the high-pressure gas tank 10 according to the present embodiment were evaluated with a test force at 75% compression. As shown in FIGS. 8 (a), 8 (b), and 9, the compressed physical properties are divided into normal state, water absorption, and heating at 60 ° C. of polyurethane, which are normal state-1, normal state-2, and normal state, respectively. Time-3, water resistance-1, water resistance-2, water resistance-3, 60 ° C-1, 60 ° C-2, and 60 ° C-3 were evaluated separately using test pieces. The evaluation was based on JIS K7220. Water absorption into the test piece was performed by immersing it in water for a predetermined time. For the test piece, polyurethane having a shape of 15 to 20 cm □ and a thickness of several tens of mm was used.

図８（ａ）、図８（ｂ）、図９に示すグラフは、それぞれ横軸にストローク（ｍｍ）、縦軸に試験力（Ｎ）を表しており、ストローク、即ちテストピースの変位量（ｍｍ）は、それぞれ最大を１５ｍｍとし、最大点変位における試験力（Ｎ）である最大点試験力（Ｎ）と、７５％変位における試験力（Ｎ）である７５％試験力（Ｎ）を測定した。 In the graphs shown in FIGS. 8 (a), 8 (b), and 9, the horizontal axis represents the stroke (mm) and the vertical axis represents the test force (N), and the stroke, that is, the displacement amount of the test piece ( mm) has a maximum of 15 mm, and measures the maximum point test force (N), which is the test force (N) at the maximum point displacement, and the 75% test force (N), which is the test force (N) at the 75% displacement. bottom.

＜ポリウレタンの常態時＞
ポリウレタンの常態時−１、常態時−２、常態時−３は、図８（ａ）に示すように、
７５％試験力が、１４８２．１Ｎ〜１５８６．５Ｎの範囲にあり平均（ａｖｅ）が１５２４Ｎであった。また、最大点試験力が１５０７．１Ｎ〜１５９４．６Ｎの範囲にあるので比較的に高い試験力が測定された。また、ストロークと試験力の関係を示す曲線は、ともに同様の曲線を示している。 <Normal state of polyurethane>
As shown in FIG. 8A, the normal state -1, normal state -2, and normal state -3 of polyurethane are shown in FIG.
The 75% test force was in the range of 1482.1N to 1586.5N and the average (ave) was 1524N. Moreover, since the maximum point test force is in the range of 1507.1N to 1594.6N, a relatively high test force was measured. Further, the curves showing the relationship between the stroke and the test force both show the same curve.

＜ポリウレタンの吸水時＞
ポリウレタンの耐水−１、耐水−２、耐水−３は、図８（ｂ）に示すように、７５％試験力が、１０７７．３Ｎ〜１３７９．８Ｎの範囲にあり平均（ａｖｅ）が１２０７Ｎであった。また、最大点試験力が１１０１．５Ｎ〜１４０３．４Ｎの範囲にあるのでポリウレタンの常態時と比較的して低い試験力が測定された。また、ストロークと試験力の関係を示す曲線は、ともに同様の曲線を示している。したがって、ポリウレタンに吸水することでポリウレタンが２０％軟化していることが分かった。 <When absorbing water from polyurethane>
As shown in FIG. 8B, the water resistance-1, water resistance-2, and water resistance-3 of polyurethane have a 75% test force in the range of 1077.3N to 1379.8N and an average (ave) of 1207N. rice field. Further, since the maximum point test force was in the range of 1101.5N to 1403.4N, the test force was measured to be relatively low as compared with the normal state of polyurethane. Further, the curves showing the relationship between the stroke and the test force both show the same curve. Therefore, it was found that the polyurethane was softened by 20% by absorbing water into the polyurethane.

＜ポリウレタンの加熱６０℃＞
ポリウレタンの６０℃−１、６０℃−２、６０℃−３は、図９に示すように、７５％試験力が、１１０５．９Ｎ〜１１２４．６Ｎの範囲にあり平均（ａｖｅ）が１１０４Ｎであった。また、最大点試験力が１１０６．３Ｎ〜１１４５．６Ｎの範囲にあるのでポリウレタンの常態時と比較的して低い試験力が測定された。また、ストロークと試験力の関係を示す曲線は、ともに同様の曲線を示している。したがって、ポリウレタンを６０℃で加熱することでポリウレタンが２７％軟化していることが分かった。 <Polyurethane heating 60 ° C>
As shown in FIG. 9, the polyurethanes 60 ° C-1, 60 ° C-2, and 60 ° C-3 have a 75% test force in the range of 1105.9N to 1124.6N and an average (ave) of 1104N. rice field. Further, since the maximum point test force was in the range of 1106.3 N to 1145.6 N, the test force was measured to be relatively low as compared with the normal state of polyurethane. Further, the curves showing the relationship between the stroke and the test force both show the same curve. Therefore, it was found that the polyurethane was softened by 27% by heating the polyurethane at 60 ° C.

本実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法における接着剤２０の接着強度（Ｎ）
を評価するため、変性アクリルシリコーンからなる接着剤２０について、以下のように接着強度の試験を行った。試験法はＪＩＳＫ６８３３（接着剤−一般試験方法−第１部：基本特性の求め方）に基づいて行った。まず、図１０（ａ）に示すように、接着剤２０で接着したテストピースＴＰを作製し、恒温恒湿槽内で加湿加熱した後、引張試験を行い、温度感度、湿度感度および厚み感度について評価を行った。 Adhesive strength (N) of the adhesive 20 in the method for manufacturing the high-pressure gas tank 10 according to the present embodiment.
In order to evaluate the above, the adhesive strength of the adhesive 20 made of modified acrylic silicone was tested as follows. The test method was based on JIS K6833 (Adhesive-General Test Method-Part 1: How to Obtain Basic Properties). First, as shown in FIG. 10A, a test piece TP bonded with an adhesive 20 is prepared, humidified and heated in a constant temperature and humidity chamber, and then a tensile test is performed to obtain temperature sensitivity, humidity sensitivity and thickness sensitivity. Evaluation was performed.

テストピースＴＰは、幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み１．６ｍｍのアルミニウム板Ａｌを２枚作製し接着剤２０を塗布して、２枚のアルミニウム板Ａｌを接着することにより作製した。接着剤２０の厚みは１ｍｍで塗布範囲は２５ｍｍ×４０ｍｍとした。作製したテストピースＴＰは、恒温恒湿槽内で加湿加熱し硬化させた。硬化時間は１０ｍｉｎとした。硬化後に引張速度（１ｍｍ／ｍｉｎ）で、一方のアルミニウム板Ａｌを図１０（ａ）に示す矢印方向に引張り、他方のアルミニウム板Ａｌを、一方のアルミニウム板Ａｌと反対方向に引張ることで引張試験を行った。 The test piece TP was produced by preparing two aluminum plates Al having a width of 25 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 1.6 mm, applying an adhesive 20, and adhering the two aluminum plates Al. The thickness of the adhesive 20 was 1 mm, and the coating range was 25 mm × 40 mm. The produced test piece TP was humidified and heated in a constant temperature and humidity chamber to be cured. The curing time was 10 min. Tensile test by pulling one aluminum plate Al in the direction of the arrow shown in FIG. 10A and pulling the other aluminum plate Al in the direction opposite to that of one aluminum plate Al at a tensile speed (1 mm / min) after curing. Was done.

＜温度感度＞
図１０（ｂ）は、温度に対する接着剤２０の感度を表すグラフで、湿度４０％での温度感度を×印で、湿度３０％での温度感度を△印で表している。グラフは、横軸に温度（℃）、縦軸に接着強度（Ｎ）を示している。湿度４０％のグラフによれば、温度３０℃で接着強度は２Ｎ〜３Ｎとなっているが、温度が上昇し５０℃では接着強度は１４Ｎ〜１７Ｎとなり、７０℃では接着強度はほぼ３６Ｎとなっている。グラフで示すように、温度と接着強度は比例関係にあり、温度が上昇すると直線的に接着強度も上昇するという関係にある。このグラフで示されるように、接着剤２０を加熱することで、保護層１５の貼り付け時間を短縮することができることが分かった。 <Temperature sensitivity>
FIG. 10B is a graph showing the sensitivity of the adhesive 20 to temperature, in which the temperature sensitivity at a humidity of 40% is indicated by a cross and the temperature sensitivity at a humidity of 30% is indicated by a Δ. In the graph, the horizontal axis shows the temperature (° C.) and the vertical axis shows the adhesive strength (N). According to the graph of humidity 40%, the adhesive strength is 2N to 3N at a temperature of 30 ° C., but the adhesive strength is 14N to 17N at 50 ° C. and the adhesive strength is approximately 36N at 70 ° C. ing. As shown in the graph, the temperature and the adhesive strength are in a proportional relationship, and as the temperature rises, the adhesive strength also increases linearly. As shown in this graph, it was found that the sticking time of the protective layer 15 can be shortened by heating the adhesive 20.

湿度３０％のグラフによれば、温度３０℃で接着強度は２〜３Ｎとなっているが、温度が上昇し５０℃では接着強度は５〜１０Ｎとなり、７０℃では接着強度はほぼ３６Ｎとなっている。湿度４０％のグラフと同様、温度と接着強度は比例関係にあり、温度が上昇すると直線的に接着強度も上昇するという関係にある。このグラフで示されるように、接着剤２０を加熱することで、保護層１５の接着の硬化時間を短縮することができることが分かった。 According to the graph of humidity 30%, the adhesive strength is 2 to 3 N at a temperature of 30 ° C., but the adhesive strength is 5 to 10 N at 50 ° C. and the adhesive strength is about 36 N at 70 ° C. ing. Similar to the graph with a humidity of 40%, the temperature and the adhesive strength are in a proportional relationship, and as the temperature rises, the adhesive strength also increases linearly. As shown in this graph, it was found that the curing time of the adhesion of the protective layer 15 can be shortened by heating the adhesive 20.

＜湿度感度＞
図１１（ａ）は、湿度に対する接着剤２０の感度を表すグラフで、横軸に湿度（％）、縦軸に接着強度（Ｎ）を示している。このグラフによれば、湿度３０％で接着強度はほぼ１０Ｎとなっているが、湿度が上昇し、湿度４０％では、接着強度は１３Ｎ〜１７Ｎで、湿度５０％では、接着強度は１７Ｎ〜２０Ｎで、湿度６０％では接着強度２７Ｎ〜３０Ｎとなっている。グラフで示すように、湿度と接着強度は比例関係にあり、湿度が上昇すると直線的に接着強度も上昇するという関係にある。このグラフで示されるように、接着剤２０を保護層１５からの水分で加湿することで、保護層１５の接着の硬化時間を短縮することができることが分かった。 <Humidity sensitivity>
FIG. 11A is a graph showing the sensitivity of the adhesive 20 to humidity, with humidity (%) on the horizontal axis and adhesive strength (N) on the vertical axis. According to this graph, the adhesive strength is about 10N at a humidity of 30%, but the humidity rises, and the adhesive strength is 13N to 17N at a humidity of 40% and 17N to 20N at a humidity of 50%. At a humidity of 60%, the adhesive strength is 27N to 30N. As shown in the graph, the humidity and the adhesive strength are in a proportional relationship, and as the humidity increases, the adhesive strength also increases linearly. As shown in this graph, it was found that the curing time of the adhesion of the protective layer 15 can be shortened by humidifying the adhesive 20 with the moisture from the protective layer 15.

＜厚み感度＞
図１１（ｂ）は、接着剤２０の厚みに対する接着剤２０の感度を表すグラフで、接着剤２０の厚みが０．２ｍｍを□印で、接着剤２０の厚みが１ｍｍを◇印で表している。横軸に接着剤２０の硬化時間（ｍｉｎ）、縦軸に接着強度（Ｎ）を示している。厚みが０．２ｍｍのグラフによれば、硬化時間１０ｍｉｎで接着強度はほぼ１０Ｎとなっているが、硬化時間２０ｍｉｎでは、接着強度はほぼ４２Ｎで、硬化時間３０ｍｉｎでは、接着強度はほぼ９５Ｎとなっている。厚みが１ｍｍのグラフによれば、硬化時間３０ｍｉｎで接着強度はほぼ２０Ｎとなっているが、硬化時間４０ｍｉｎでは、接着強度はほぼ３０Ｎで、硬化時間５０ｍｉｎでは、接着強度はほぼ３５Ｎとなっている。 <Thickness sensitivity>
FIG. 11B is a graph showing the sensitivity of the adhesive 20 to the thickness of the adhesive 20, and the thickness of the adhesive 20 is represented by a □ mark and the thickness of the adhesive 20 is represented by a ◇ mark. There is. The horizontal axis shows the curing time (min) of the adhesive 20, and the vertical axis shows the adhesive strength (N). According to the graph having a thickness of 0.2 mm, the adhesive strength is about 10 N at the curing time of 10 min, but the adhesive strength is about 42 N at the curing time of 20 min, and the adhesive strength is about 95 N at the curing time of 30 min. ing. According to the graph having a thickness of 1 mm, the adhesive strength is about 20 N at the curing time of 30 min, but the adhesive strength is about 30 N at the curing time of 40 min, and the adhesive strength is about 35 N at the curing time of 50 min. ..

厚みが０．２ｍｍの接着剤２０は、厚みが１ｍｍの接着剤２０に対して、著しく硬化時間が短くなっている。即ち、厚みが１ｍｍの接着剤２０の硬化時間と接着強度との関係は、硬化時間の経過に対して接着強度の高まりが小さくなっている。これに対して、厚みが０．２ｍｍの接着剤２０の硬化時間と接着強度との関係は、硬化時間の経過に対して接着強度の高まりが大きくなっており、硬化時間が著しく短縮されていることがわかる。 The adhesive 20 having a thickness of 0.2 mm has a significantly shorter curing time than the adhesive 20 having a thickness of 1 mm. That is, the relationship between the curing time and the adhesive strength of the adhesive 20 having a thickness of 1 mm is such that the increase in the adhesive strength becomes smaller with the lapse of the curing time. On the other hand, the relationship between the curing time and the adhesive strength of the adhesive 20 having a thickness of 0.2 mm is that the adhesive strength increases significantly with the passage of the curing time, and the curing time is remarkably shortened. You can see that.

本実施形態に係る高圧ガスタンク１０の製造方法においては、ポリウレタンの圧縮物性の評価および接着剤２０の接着強度の評価の結果から分かるように、保護層１５の補強層１４の凹凸部１４ａへの追従性を高め、接着剤２０の硬化時間を短縮することができるという効果が得られる。 In the method for manufacturing the high-pressure gas tank 10 according to the present embodiment, as can be seen from the results of the evaluation of the compressed physical properties of polyurethane and the evaluation of the adhesive strength of the adhesive 20, the protective layer 15 follows the uneven portion 14a of the reinforcing layer 14. The effect of improving the property and shortening the curing time of the adhesive 20 can be obtained.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs are designed without departing from the spirit of the present invention described in the claims. You can make changes.

１０・・・高圧ガスタンク、１１・・・タンク、１２，１３・・・口金、１４・・・補強層、１４ａ・・・凹凸部、１５・・・保護層、１５ａ・・・貫通孔、１５ｂ・・・内周面、１６・・・シリンダー部、１７・・・ドーム部、２０・・・接着剤、３０・・・加圧保持機構 10 ... High pressure gas tank, 11 ... Tank, 12, 13 ... Mouthpiece, 14 ... Reinforcing layer, 14a ... Concavo-convex part, 15 ... Protective layer, 15a ... Through hole, 15b ... Inner peripheral surface, 16 ... Cylinder part, 17 ... Dome part, 20 ... Adhesive, 30 ... Pressurized holding mechanism

Claims (1)

保護層を有する高圧ガスタンクの製造方法であって、
前記高圧ガスタンクを構成するタンクが凹凸形状の表面を有し、
前記タンクの表面に水分により軟化する前記保護層を接着する保護層接着工程を含み、
該保護層接着工程では、
前記タンクの表面に対向する前記保護層の内周面側から前記保護層に水分を供給して前記保護層の内周面側を軟化させ、
前記保護層の内周面に湿気硬化型の接着剤を塗布し、
前記保護層を加熱して前記保護層を前記タンクに押し当てて加圧し、前記水分の供給により軟化している前記保護層の内周面側を前記タンクの表面の凹凸形状に追従して変形させ、前記接着剤により前記保護層を前記タンクの表面に接着する
ことを特徴とする高圧ガスタンク製造方法。 A method for manufacturing a high-pressure gas tank having a protective layer.
The tank constituting the high-pressure gas tank has an uneven surface, and the tank has an uneven surface.
A protective layer bonding step of adhering the protective layer that is softened by moisture to the surface of the tank is included.
In the protective layer bonding step,
Moisture is supplied to the protective layer from the inner peripheral surface side of the protective layer facing the surface of the tank to soften the inner peripheral surface side of the protective layer.
A moisture-curable adhesive is applied to the inner peripheral surface of the protective layer,
The protective layer is heated and pressed against the tank to pressurize it, and the inner peripheral surface side of the protective layer softened by the supply of water is deformed following the uneven shape of the surface of the tank. A method for manufacturing a high-pressure gas tank, which comprises adhering the protective layer to the surface of the tank with the adhesive.
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