KR20180133313A - 탱크의 제조 방법 - Google Patents

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KR20180133313A
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다이고로 모리
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

(과제) 시트에 있어서의 섬유속의 장력 저하를 억제할 수 있다.
(해결 수단) 탱크의 제조 방법으로서, 섬유속이 배열되어 구성된 시트를 상기 섬유속의 장척 방향으로 장력을 가한 상태로 반송하는 반송 공정과, 반송되고 있는 시트에 있어서 장력이 저하되어 있는 장력 저하 부위를 검출하는 검출 공정과, 검출 공정에 있어서 장력 저하 부위가 검출된 경우에, 유기 용매를 분사하여 장력 저하 부위에 있어서의 장력의 저하를 회복시키는 장력 회복 공정과, 반송된 시트를 라이너에 권회하는 권회 공정을 구비하는, 탱크의 제조 방법.

Description

탱크의 제조 방법 {METHOD OF MANUFACTURING TANK}
본원은, 2017년 6월 6일에 출원된 일본 특허출원 2017-111371호에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부가 참조에 의해 본원에 받아들여진다.
본 발명은, 탱크의 제조 방법에 관한 것이다.
천연 가스 자동차나 연료 전지 자동차 등에 사용되는 연료 가스를 저장하는 고압 탱크에는, 섬유속이 배열되어 구성된 시트를 권회하여 형성된 시트층을 구비하는 것이 있다.
그러나, 일본 공개특허공보 2016-223569호의 탱크의 제조 방법에서는, 권회 전의 시트에 있어서 시트를 구성하고 있는 섬유속의 일부에 장력이 저하되어 있는 부위가 있는 경우, 탱크 제조 후에 있어서 시트층에 원하는 강도가 확보되지 않는 것과 같은 문제가 있다. 이 때문에, 권회 전의 시트를 구성하고 있는 섬유속의 일부에 장력이 저하되어 있는 부위가 있는 경우라도, 권회 후의 탱크의 시트층에 있어서의 섬유속의 장력 저하를 억제할 수 있는 기술이 요망되고 있다.
본 발명은, 상기 서술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.
(1) 본 발명의 일 형태에 의하면, 탱크의 제조 방법이 제공된다. 이 탱크의 제조 방법은, 섬유속이 배열되어 구성된 시트를 상기 섬유속의 장척 방향으로 장력을 가한 상태로 반송하는 반송 공정과, 반송되고 있는 상기 시트에 있어서 장력이 저하되어 있는 장력 저하 부위를 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정에 있어서 상기 장력 저하 부위가 검출된 경우에, 유기 용매를 분사하여 상기 장력 저하 부위에 있어서의 장력의 저하를 회복시키는 장력 회복 공정과, 반송된 상기 시트를 라이너에 권회하는 권회 공정을 구비한다. 이와 같은 형태로 하면, 시트에 있어서 장력 저하 부위가 검출된 경우에는 장력 회복 공정에 의해 장력 저하 부위의 장력을 회복시킬 수 있다. 이 때문에, 장력 저하 부위가 회복된 시트를 권회하여 시트층을 형성할 수 있으므로, 권회 후의 탱크의 시트층에 있어서의 섬유속의 장력 저하를 억제할 수 있다.
(2) 상기 형태에 있어서, 상기 장력 회복 공정에 있어서의 상기 유기 용매의 분사는, 반송되고 있는 상기 시트로부터 떨어져 상기 시트의 폭 방향을 따라 배치됨과 함께 상기 시트의 면을 향하여 상기 유기 용매를 분사할 수 있는 복수의 분사부에 의해 실시되어도 된다. 이와 같은 형태로 하면, 시트의 폭 방향을 따라 복수의 분사부가 배치되어 있음으로써, 장력 저하 부위에 대한 유기 용매의 분사가 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
(3) 상기 형태에 있어서, 상기 장력 회복 공정에 있어서의 상기 유기 용매의 분사는, 상기 복수의 분사부 중, 상기 시트의 폭 방향에 있어서 상기 장력 저하 부위의 위치와 대응하는 위치에 배치된 분사부에 의해 실시되어도 된다. 이와 같은 형태로 하면, 복수의 분사부 중 시트의 폭 방향에 있어서 장력 저하 부위의 위치와 대응하는 위치에 배치된 분사부에 유기 용매를 분사시키기 때문에, 장력 저하 부위와는 상이한 위치에 유기 용매가 분사되는 것을 억제할 수 있다.
(4) 상기 형태에 있어서, 상기 검출 공정은, 촬상 장치에 의해 촬상된 화상에 찍힌 상기 시트에 있어서의 상기 섬유속의 배향 각도에 기초하여 상기 장력 저하 부위를 검출해도 된다. 이와 같은 형태로 하면, 시트에 접촉하지 않고 검출 공정을 실시할 수 있기 때문에, 시트에 접촉하여 실시되는 검출 공정과 비교하여, 검출 공정에 의해 시트에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
(5) 상기 형태에 있어서, 상기 검출 공정은, 비접촉 상태로 장력을 측정할 수 있는 비접촉 장력계에 의한 측정 결과에 기초하여 상기 장력 저하 부위를 검출해도 된다. 이와 같은 형태로 하면, 시트에 접촉하지 않고 검출 공정을 실시할 수 있기 때문에, 시트에 접촉하여 실시되는 검출 공정과 비교하여, 검출 공정에 의해 시트에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
(6) 본 발명의 다른 형태에 의하면, 탱크의 제조 방법이 제공된다. 이 탱크의 제조 방법은, 섬유속이 배열되어 구성된 시트를 상기 섬유속의 장척 방향으로 장력을 가한 상태로 반송하는 반송 공정과, 반송되고 있는 상기 시트에 있어서 장력이 저하되어 있는 장력 저하 부위를 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정에 있어서 상기 장력 저하 부위가 검출된 경우에, 유기 용매를 분사하여 상기 장력 저하 부위에 있어서의 장력의 저하를 회복시키는 장력 회복 공정과, 반송된 상기 시트를 맨드릴에 권회하는 권회 공정과, 상기 맨드릴에 권회된 상기 시트를 경화시켜 시트층을 형성하는 시트층 형성 공정과, 상기 시트층과 상기 맨드릴을 분리한 후, 상기 시트층에 라이너를 끼워 맞추는 끼워 맞춤 공정을 구비한다. 이와 같은 형태로 하면, 시트에 있어서 장력 저하 부위가 검출된 경우에는 장력 회복 공정에 의해 장력 저하 부위의 장력을 회복시킬 수 있다. 이 때문에, 장력 저하 부위가 회복된 시트를 권회하여 시트층을 형성할 수 있으므로, 권회 후의 탱크의 시트층에 있어서의 섬유속의 장력 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 형태는, 탱크의 제조 방법에 한정하는 것이 아니고, 예를 들어, 탱크 그 자체, 탱크의 제조 장치 등의 여러 가지의 형태에 적용하는 것도 가능하다. 또, 본 발명은, 전술한 형태에 전혀 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 형태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
도 1 은 탱크의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2 는 탱크의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 3 은 시트 권회 장치를 나타내는 설명도이다.
도 4 는 시트 권회 장치를 Z 축 방향 ＋ 측에서 본 설명도이다.
도 5 는 시트층 형성 공정의 상세를 나타내는 공정도이다.
A. 실시형태 :
A1. 탱크의 구성
도 1 은 본 발명의 실시형태에 있어서의 제조 방법에 의해 제조되는 탱크 (10) 의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1 에는, 상호 직교하는 XYZ 축이 도시되어 있다. 도 1 의 XYZ 축은, 다른 도면의 XYZ 축에 대응한다. 본 실시형태에 있어서의 탱크 (10) 에는, 예를 들어, 70 ㎫ 정도의 고압의 수소 가스가 저장된다. 탱크 (10) 는, 라이너 (20) 와 보강층 (30) 을 구비하고 있다.
라이너 (20) 는, 수지제의 중공 라이너이다. 라이너 (20) 는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 열가소성 수지에 의해 형성되어 있다. 라이너 (20) 의 축선은, 탱크 (10) 의 축선 (AX) 과 공통된다. 라이너 (20) 는, 스트레이트부 (21) 와 돔부 (22, 23) 와 구금 (13, 14) 을 구비하고 있다.
스트레이트부 (21) 는, 원통 형상을 갖고 있다. 돔부 (22, 23) 는, 스트레이트부 (21) 의 양단에 형성되어 있고, 라이너 (20) 의 외측을 향하여 볼록해지는 곡면상으로 형성되어 있다. 돔부 (22, 23) 의 정점에는, 각각, 알루미늄이나 스테인리스강 등의 금속에 의해 형성된 구금 (13, 14) 이 형성되어 있다. 일방의 구금 (13) 은, 관통공 (15) 을 갖고 있고, 탱크 (10) 내로부터의 가스의 취출 또는 탱크 (10) 내로의 가스의 보충에 사용된다. 타방의 구금 (14) 은, 라이너 (20) 의 보강 내지 보강층 형성시에 있어서의 라이너의 회전을 위해서 사용된다. 구금 (14) 은 생략하는 것도 가능하다.
보강층 (30) 은, 라이너 (20) 의 주위를 덮는 층이고, 라이너 (20) 를 보강하기 위한 층이다. 보강층 (30) 은, 시트층 (32) 과 헬리컬층 (34) 을 구비하고 있다. 시트층 (32) 을 내층, 헬리컬층 (34) 을 외층이라고 부를 수도 있다.
시트층 (32) 은, 라이너 (20) 의 스트레이트부 (21) 의 외표면에, 섬유속이 배열되어 구성된 시트를 복수 회 권회시켜 적층함으로써 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 시트는, 일 방향에 배열된 섬유속에 열경화성 수지를 함침시킴으로써 구성된 시트이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 있어서의 시트는, 탄소 섬유로 이루어지는 섬유속에 에폭시 수지를 함침시킴으로써 구성된 것이다. 시트를 구성하는 섬유속의 섬유는, 유리 섬유, 아라미드 섬유 등의 강화 섬유여도 된다. 섬유속에 함침되는 수지는, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등의 열경화성 수지여도 된다. 본 실시형태에서는, 시트 중의 섬유속은, 시트의 권회 방향, 즉, 스트레이트부 (21) 의 둘레 방향을 일 방향으로 하고, 그 방향을 따라 신장된 섬유속이 배열되어 있다. 바꿔 말하면, 섬유속은, 시트의 폭 방향에 직교하는 방향을 따라 신장된 상태로 배열되어 있다. 이와 같은 시트층에 있어서의 섬유속의 배열은, 섬유속을 후프 권취하여 얻어지는 배열에 유사하다. 따라서,「시트층」을「후프층」이라고 부를 수도 있다. 탱크 (10) 와 같은 고압의 가스가 저장되는 탱크의 경우, 일반적인 섬유 강화 수지재의 두께와 비교하여 보강층의 두께가 두껍기 때문에, 시트층을 구성하는 시트의 권취수가 많아지는 경향이 있다. 따라서, 권회되는 시트 중 뒤틀린 시트 상에 시트가 감겨질 가능성이 높아지기 때문에, 느슨함이 발생하기 쉽다는 우려가 있다.
헬리컬층 (34) 은, 시트층 (32) 및 돔부 (22, 23) 에 섬유속을 헬리컬 권취함으로써 구성되어 있다. 헬리컬 권취에 사용되는 섬유속은, 탄소 섬유로 이루어지는 섬유속에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 함침시킴으로써 구성되어 있다.
시트층 (32) 의 두께와 헬리컬층 (34) 의 두께는, 각각, 탱크 (10) 에 요구되는 내압 성능이나 강도에 따라 적절히 설정된다.
A2. 탱크의 제조 방법
도 2 는 탱크 (10) 의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 본 실시형태의 제조 방법에서는, 먼저, 라이너 (20) 에 시트를 권회하여 시트층 (32) 을 형성하는 시트층 형성 공정이 실시된다 (공정 P100). 시트층 형성 공정의 상세에 대해서는 후술한다.
시트층 형성 공정 (공정 P100) 이 실시된 후, 라이너 (20) 상에 섬유속을 헬리컬 권취하여 헬리컬층 (34) 을 형성하는 헬리컬층 형성 공정이 실시된다 (공정 P200). 이 헬리컬층 형성 공정에서는, 섬유속이, 탱크 (10) 의 축선 (AX) 에 대해 0 ∼ 30 도의 권회 각도로 돔부 (22, 23) 및 시트층 (32) 을 포함하는 범위로 권회된다. 요컨대, 이 헬리컬층 형성 공정에서는, 시트층 (32) 상과, 라이너 (20) 중의 돔부 (22, 23) 상에 섬유속이 권회된다.
헬리컬층 형성 공정 (공정 P200) 이 실시된 후, 시트층 (32) 및 헬리컬층 (34) 을 일체적으로 가열 경화시키기 위한 열경화 처리 공정이 실시된다 (공정 P300). 이상에서 설명한 일련의 공정에 의해 탱크 (10) 는 완성된다.
도 3 은 시트층 형성 공정 (공정 P100) 에 있어서 사용되는 시트 권회 장치 (200) 를 나타내는 설명도이다. 또, 도 3 에서는, 시트 (32P) 의 표면의 일부의 영역 (R1 및 R2) 을 확대하여 모식적으로 나타내고 있다. 시트 (32P) 는, 라이너 (20) 에 권회되어 시트층 (32) 을 형성하기 위한 시트이다. 영역 (R1 및 R2) 에 대해서는 후술한다. 시트 권회 장치 (200) 는, 반송 롤러 (210) 와 라이너 회전부 (220) 와 카메라 (230) 와 인젝터 (240) 와 제어부 (250) 를 구비한다.
반송 롤러 (210) 는, 시트 (32P) 를, Y 축 방향으로 장력을 가한 상태로 라이너 회전부 (220) 를 향하여 반송한다. 반송 롤러 (210) 는, Z 축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, Z 축 방향으로 이동함으로써 시트 (32P) 의 장력을 조정할 수 있다. 본 실시형태의 제조 방법에서는, 시트 (32P) 는, 시트 (32P) 를 구성하는 섬유속이 신장된 방향인 Y 축 방향을 반송 방향으로 하여 반송된다. 섬유속이 신장된 방향이란, 바꾸어 말하면, 섬유속의 장척 방향을 말한다.
라이너 회전부 (220) 는, 라이너 (20) 를 지지한 상태로 라이너 (20) 의 축선 (AX) 을 회전축으로서 회전시킨다. 라이너 회전부 (220) 에 의한 라이너 (20) 의 회전은, 반송 롤러 (210) 의 회전과 동기하여 실시된다.
카메라 (230) 는, 반송 롤러 (210) 와 라이너 회전부 (220) 사이에 있어서, 반송되고 있는 시트 (32P) 보다 Z 축 방향 ＋ 측에 배치되어 있다. 카메라 (230) 는, 반송되고 있는 시트 (32P) 의 Z 축 방향 ＋ 측을 향한 면을 촬상한다. 카메라 (230) 가 촬상한 화상의 데이터는, 제어부 (250) 에 보내진다. 본 실시형태에서는, 카메라 (230) 는 CCD 카메라이다. 카메라 (230) 는, CMOS 카메라여도 된다. 본 실시형태에서는, 카메라 (230) 는, 과제를 해결하기 위한 수단에 있어서의 촬상 장치의 하위 개념에 상당한다.
인젝터 (240) 는, 카메라 (230) 보다 Y 축 방향 ＋ 측, 즉 반송 방향의 하류측에 있어서, 반송되고 있는 시트 (32P) 로부터 Z 축 방향 ＋ 측으로 떨어져 시트 (32P) 의 폭 방향인 X 축 방향을 따라 복수 배치되어 있다. 인젝터 (240) 는, 시트 (32P) 의 Z 축 방향 ＋ 측을 향한 면을 향하여 유기 용매를 분사할 수 있다. 본 실시형태에서는, 인젝터 (240) 는 아세톤을 분사한다. 본 실시형태에서는, 인젝터 (240) 는, 과제를 해결하기 위한 수단에 있어서의 분사부의 하위 개념에 상당한다.
도 4 는 시트층 형성 공정 (공정 P100) 에 있어서의 시트 권회 장치 (200) 를 Z 축 방향 ＋ 측에서 본 설명도이다. 도 4 에서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 라이너 (20) 와 시트 (32P) 와 라이너 회전부 (220) 와 인젝터 (240) 만을 도시하고 있다. 인젝터 (240) 는, X 축 방향을 따라 복수 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 인젝터 (240) 는, X 축 방향을 따라 5 개 배치되어 있다.
도 3 으로 돌아와, 제어부 (250) 는, 시트 권회 장치 (200) 의 각 부의 동작을 제어한다. 제어부 (250) 는 검출부 (260) 를 구비한다. 검출부 (260) 는, 장력이 가해진 상태에 있는 시트 (32P) 중 장력이 가해지지 않은 섬유속을, 시트 (32P) 에 있어서 장력이 저하되어 있는 장력 저하 부위로서 검출한다. 장력 저하 부위란, 즉, 시트 (32P) 중 반송 방향을 따라 신장되어 있는 섬유속과 비교하여 느슨해져 있는 섬유속을 말한다.
도 5 는 시트 권회 장치 (200) 가 라이너 (20) 에 시트를 권회하여 시트층 (32) 을 형성하는 시트층 형성 공정 (도 2 의 공정 P100) 의 상세를 나타내는 공정도이다. 시트층 형성 공정 (공정 P100) 이 개시되면, 반송 롤러 (210) 에 의해 장력이 가해진 상태로 시트 (32P) 를 반송하는 반송 공정이 실시된다 (공정 P110). 반송 롤러 (210) 에 의해 반송되는 시트 (32P) 는, 라이너 회전부 (220) 에 의해 회전된 라이너 (20) 에 의해 권취된다. 즉, 반송 공정 (공정 P110) 은, 후술하는 권회 공정 (공정 P140) 으로 이행될 때까지 계속해서 실시되고 있다.
반송되고 있는 시트 (32P) 에 있어서 장력 저하 부위를 검출하는 검출 공정이 실시된다 (공정 P120). 검출 공정 (공정 P120) 에 있어서, 장력 저하 부위의 검출은, 검출부 (260) 에 의해 실시된다. 검출부 (260) 는, 카메라 (230) 에 의해 촬상된 화상에 찍힌 시트 (32P) 에 있어서의 섬유속의 배향 각도에 기초하여, 장력 저하 부위를 검출한다.
보다 구체적으로는, 검출부 (260) 는, 카메라 (230) 에 의해 촬상된 화상을 처리함으로써, 각 섬유속의 위치, 각 섬유속의 배향 각도, 섬유속의 밀도를 산출하고 나서, 이하와 같이 장력 저하 부위를 검출한다. 즉, 검출부 (260) 는, 시트 (32P) 가 반송되는 반송 방향을 따라 신장된 가상의 기준선에 대하여, 섬유속 중 미리 설정된 각도 이상 기울어져 신장된 부분을 갖는 섬유속이 배치됨과 함께 섬유속의 밀도가 미리 설정된 범위로부터 벗어나 있는 위치를 장력 저하 부위로서 검출한다. 본 실시형태에서는, 미리 설정된 각도란, 플러스 마이너스 3 도의 범위이다.
검출 공정에 있어서 장력 저하 부위가 검출된 경우 (공정 P120 : YES) 에는, 유기 용매를 분사하여 장력 저하 부위에 있어서의 장력의 저하를 회복시키는 장력 회복 공정이 실시된다 (공정 P130). 구체적으로는, 장력 회복 공정 (공정 P130) 에서는, 이하와 같은 처리가 실시된다.
검출 공정에 있어서 장력 저하 부위가 검출된 경우 (공정 P120 : YES), 시트 (32P) 의 Z 축 방향 ＋ 측을 향한 면 중 장력 저하 부위를 향하여, 인젝터 (240) 로부터 유기 용매가 분사된다. 본 실시형태에서는, 장력 저하 부위에 대한 유기 용매의 분사는, X 축 방향을 따라 복수 배치된 인젝터 (240) 중, 시트 (32P) 의 폭 방향인 X 축 방향에 있어서 장력 저하 부위의 위치와 대응하는 위치에 배치된 인젝터 (240) 에 의해 실시된다. 바꿔 말하면, 시트 (32P) 중 장력 저하 부위에 있어서의 X 축 방향 상의 위치와, 동일한 X 축 방향 상의 위치에 배치된 인젝터 (240) 에 의해, 유기 용매의 분사가 실시된다. 본 실시형태에서는, 인젝터 (240) 가 1 개 지점의 장력 저하 부위에 분사하는 유기 용매의 양은 0.2 g 이다. 또한, 0.2 g 에 한정하지 않고, 장력 저하를 회복 가능한 임의의 양으로 해도 된다. 예를 들어, 시트 (32P) 의 두께에 따른 양으로 해도 되고, 시트 (32P) 의 재질에 따른 양으로 해도 된다.
도 3 에 있어서, 영역 (R1) 및 영역 (R2) 에 있어서의 복수의 실선은, 시트 (32P) 를 구성하는 섬유속의 배열을 나타내고 있다. 영역 (R1) 은, 시트 (32P) 중 장력 저하 부위를 갖는 영역을 나타내고 있다. 영역 (R2) 은, 인젝터 (240) 에 의해 유기 용매가 분사된 후의 영역 (R1) 을 나타내고 있다. 시트 (32P) 중 영역 (R1) 이 포함되는 영역이 촬상된 화상으로부터 검출부 (260) 가 장력 저하 부위 (D) 를 검출하면, 인젝터 (240) 로부터 장력 저하 부위 (D) 를 향하여 유기 용매가 분사된다. 영역 (R1) 에서는, 유기 용매가 분사된 것에 의해 장력 저하 부위 (D) 에 있어서의 섬유속 (Da) 이, 반송 방향인 Y 축 방향을 따라 신장되어 있는 섬유속 (F) 과 반데르발스 힘에 의해 응집한다. 장력 저하 부위 (D) 에 있어서의 섬유속 (Da) 과 섬유속 (F) 이 응집함으로써 섬유속끼리의 상호 작용에 의해 장력 저하 부위 (D) 에 있어서의 장력의 저하가 회복된다 (영역 (R2) 참조). 유기 용매가 증발해도, 장력 저하 부위 (D) 에 있어서의 섬유속 (Da) 과 섬유속 (F) 이 낙합되어 응집한 상태는 유지되는 점에서, 반데르발스 힘보다 강한 힘으로 응집하게 되기 때문에, 장력 저하 부위 (D) 에 있어서의 장력이 회복된다.
또한, 검출 공정에 있어서 장력 저하 부위가 검출되지 않은 경우 (공정 P120 : NO) 에는, 장력 회복 공정 (공정 P130) 은 실시되지 않는다.
장력 회복 공정 (공정 P130) 이 실시된 후, 혹은 검출 공정에 있어서 장력 저하 부위가 검출되지 않은 후 (공정 P120 : NO), 반송된 시트 (32P) 를 라이너 (20) 에 권회하는 권회 공정 (공정 P140) 이 실시된다. 장력 회복 공정 (공정 P130) 이 실시되지 않은 경우에는, 권회 공정 (공정 P140) 에 있어서, 검출 공정 (공정 P120) 을 거친 시트 (32P) 가 라이너 (20) 에 권회된다. 이들 공정을 거쳐, 라이너 (20) 에 권회된 시트 (32P) 는, 가열 경화됨으로써 시트층 (32) 을 형성한다.
이상 설명한 실시형태에 의하면, 시트 (32P) 에 있어서 장력 저하 부위 (D) 가 검출된 경우에는 장력 회복 공정 (공정 P130) 에 의해 장력 저하 부위 (D) 의 장력을 회복시킬 수 있다. 이 때문에, 장력 저하 부위 (D) 가 회복된 시트 (32P) 를 권회하여 시트층 (32) 을 형성할 수 있으므로, 권회 후의 탱크 (10) 의 시트층 (32) 에 있어서의 섬유속의 장력 저하를 억제할 수 있다. 또, 설명한 탱크 (10) 의 제조 방법은, 특히 라이너 (20) 와 같은 수지제의 라이너에 시트를 직접 감을 때에 효과적이다. 왜냐하면, 장력 저하 부위의 발생을 억제하기 위해서 권회되는 시트에 가하는 장력을 높이면, 라이너가 뒤틀려 버릴 우려가 있지만, 상기 설명한 탱크 (10) 의 제조 방법에 의하면, 라이너 (20) 를 뒤틀리게 하지 않고, 권회 후의 탱크 (10) 의 시트층 (32) 에 있어서의 섬유속의 장력 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
또, 실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 유기 용매의 분사는, X 축 방향을 따라 5 개 배치된 인젝터 (240) 에 의해 실시된다. 이 때문에, 시트 (32P) 의 폭 방향인 X 축 방향을 따라 인젝터 (240) 가 복수 배치되어 있음으로써, 장력 저하 부위 (D) 에 대한 유기 용매의 분사가 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
또, 실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 장력 저하 부위 (D) 에 대한 유기 용매의 분사는, X 축 방향을 따라 복수 배치된 인젝터 (240) 중, 시트 (32P) 의 폭 방향인 X 축 방향에 있어서 장력 저하 부위 (D) 의 위치와 대응하는 위치에 배치된 인젝터 (240) 에 의해 실시된다. 이 때문에, 복수의 인젝터 (240) 중 시트 (32P) 의 폭 방향에 있어서 장력 저하 부위 (D) 의 위치와 대응하는 위치에 배치된 인젝터 (240) 에 유기 용매를 분사시키기 때문에, 장력 저하 부위 (D) 와는 상이한 위치에 유기 용매가 분사되는 것을 억제할 수 있다.
또, 실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 카메라 (230) 에 의해 촬상된 화상에 찍힌 시트 (32P) 에 있어서의 섬유속의 배향 각도에 기초하여, 장력 저하 부위 (D) 를 검출한다. 이 때문에, 시트 (32P) 에 접촉하지 않고 검출 공정 (공정 P120) 을 실시할 수 있기 때문에, 시트 (32P) 에 접촉하여 실시되는 검출 공정과 비교하여, 검출 공정 (공정 P120) 에 의해 시트 (32P) 에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
B. 변형예 :
B1. 변형예 1 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 카메라 (230) 에 의해 촬상된 화상에 찍힌 시트 (32P) 에 있어서의 섬유속의 배향 각도에 기초하여 장력 저하 부위가 검출되고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시트 (32P) 에 비접촉 상태로 시트 (32P) 에 있어서의 장력을 측정할 수 있는 비접촉 장력계에 의한 측정 결과에 기초하여 장력 저하 부위가 검출되어도 된다. 비접촉 장력계로는, 반송되고 있는 시트 (32P) 에 대해 반송 방향과 직교하는 방향 (시트 (32P) 의 면에 수직인 방향) 으로부터 공기를 맞힘으로써 공기 압력값의 변화에 의해 장력을 측정하는 것, 또는, 반송되고 있는 시트 (32P) 를 진동시킴으로써 시트 (32P) 로부터 발생하는 소리의 주파수를 측정하여 장력으로 환산하는 것 등이 있다. 또, 카메라 (230) 에 의해 촬상된 화상에 찍힌 시트 (32P) 에 있어서의 섬유속의 배향 각도와 비접촉 장력계에 의한 측정 결과 중 양방에 기초하여 장력 저하 부위를 검출한 경우, 섬유속의 배향 각도와 비접촉 장력계에 의한 측정 결과 중 일방에만 기초하여 장력 저하 부위를 검출한 경우에 비해, 장력 저하 부위의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
B2. 변형예 2 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 라이너 (20) 에 권회된 시트 (32P) 를 가열 경화하여 시트층 (32) 을 형성하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 맨드릴에 시트 (32P) 를 권회한 후, 맨드릴에 권회된 시트 (32P) 를 열경화시켜 시트층 (32) 을 형성해도 된다. 이와 같은 경우, 시트층 (32) 으로부터 맨드릴을 분리한 후, 시트층 (32) 에 라이너 (20) 를 끼워 맞춤으로써, 라이너 (20) 의 외표면에 시트층 (32) 이 배치된다. 이와 같은 탱크 (10) 의 제조 방법은, 특히 라이너 (20) 와 같은 수지제의 라이너에 시트를 직접 감을 때에 효과적이다. 왜냐하면, 장력 저하 부위의 발생을 억제하기 위해서 권회되는 시트에 가하는 장력을 높이면, 라이너가 뒤틀려 버릴 우려가 있지만, 이와 같은 탱크 (10) 의 제조 방법에 의하면, 라이너 (20) 를 뒤틀리게 하지 않고, 권회 후의 탱크 (10) 의 시트층 (32) 에 있어서의 섬유속의 장력 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
B3. 변형예 3 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 인젝터 (240) 는, X 축 방향을 따라 5 개 배치되어 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 인젝터 (240) 는, 반송 방향인 Y 축 방향으로부터 기울어진 방향을 따라 복수 배치되어 있어도 된다. 또, 인젝터 (240) 는, Y 축 방향에서 보아 서로 중첩되지 않는 위치에 복수 배치되어 있어도 된다.
B4. 변형예 4 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 장력 저하 부위에 대한 유기 용매의 분사는, X 축 방향을 따라 복수 배치된 인젝터 (240) 중, 시트 (32P) 의 폭 방향인 X 축 방향에 있어서 장력 저하 부위 (D) 의 위치와 대응하는 위치에 배치된 인젝터 (240) 에 의해 실시되고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 장력 저하 부위에 대한 유기 용매의 분사는, 복수 배치된 인젝터 (240) 의 전부로부터 유기 용매가 분사됨으로써 실시되어도 된다. 또, X 축 방향으로 이동 가능하게 구성된 1 개의 인젝터 (240) 가, 장력 저하 부위 (D) 에 있어서의 X 축 방향 상의 위치와 동일한 X 축 방향 상의 위치로 이동하여, 장력 저하 부위 (D) 에 대해 유기 용매의 분사를 실시해도 된다.
B5. 변형예 5 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 시트 (32P) 가 반송되는 반송 방향을 따라 신장된 가상의 기준선에 대한 섬유속의 기울기에 기초하여, 장력 저하 부위가 검출되고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시트 (32P) 를 획정하고 있는 변 중 폭 방향에 있어서 서로 마주 본 변의 어느 일방에 대한 섬유속의 기울기에 기초하여, 장력 저하 부위가 검출되어도 된다.
B6. 변형예 6 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 시트 (32P) 는, 시트 (32P) 를 구성하는 섬유속이 반송 방향을 따라 신장된 상태로 반송되고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시트의 길이 방향으로부터 기울어진 방향을 따라 신장된 상태로 배열되어 있는 섬유속으로 구성되는 시트의 경우, 시트 (32P) 를 구성하는 섬유속이 반송 방향으로부터 기울어진 방향으로 배열된 상태로 반송되어도 된다. 이와 같은 경우라도, 장력 저하 부위가 회복됨으로써, 실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법과 동일한 효과가 얻어진다.
B7. 변형예 7 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 라이너 (20) 에 권회된 시트 (32P) 를 가열 경화함으로써 시트층 (32) 을 형성하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 수지가 함침되어 있지 않은 시트 (32P) 가 라이너 (20) 에 권회된 상태에 있어서 라이너 (20) 를 형 내에 배치하고, 형 내에 수지를 압력을 가하여 유입함으로써 시트층 (32) 을 형성해도 된다.
B8. 변형예 8 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에 사용된 시트 (32P) 는, 일 방향으로 배열된 섬유속에 열경화성 수지를 함침시킴으로써 구성된 시트였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시트 (32P) 는, 2 방향 이상으로 배열된 섬유속에 열경화성 수지를 함침시킴으로써 구성된 시트여도 된다. 이와 같은 시트의 경우, 배열된 각각의 섬유속의 장척 방향으로 장력이 가해진 상태로 시트가 반송됨으로써, 검출 공정에 있어서 장력 저하 부위가 검출되기 쉬워진다.
B9. 변형예 9 :
실시형태에 있어서의 탱크 (10) 의 제조 방법에서는, 인젝터 (240) 가 분사하는 유기 용매는 아세톤이었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 인젝터 (240) 가 분사하는 유기 용매는, 메틸알코올이나 에틸알코올 등의 알코올계 용매, 케톤계 용매, 아세트산에틸이나 아세트산부틸 등의 에스테르계 용매, 테트라하이드로푸란, 디옥산 및 디메틸술폭사이드 등의 에테르계 용매, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 및 브로모벤젠 등의 할로겐화 탄화수소계 용매, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 및 비닐벤젠 등의 방향족 탄화수소계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 실리콘 오일계 용매, 아민계 유기 용매 등에서 선택되어도 된다. 인젝터 (240) 가 분사하는 유기 용매는, 증발 속도가 빠른 것이 바람직하고, 아세톤, 디에틸에테르 및 클로로포름 등이 바람직하다. 인젝터 (240) 가 분사하는 유기 용매는, 비점이 섭씨 100 도 이하 또는 잠열이 물보다 작은 것이 바람직하다. 인젝터 (240) 가 분사하는 것으로서 유기 용매를 채용하고 있는 것은, 물을 사용한 경우에 있어서 일어날 수 있는, 라이너가 흡수하거나, 에폭시 수지가 굳어지기 어려워지거나, 에폭시 수지의 가수분해가 촉진되거나 하는 문제를 회피하기 위해서이다.
본 발명은, 상기 서술한 실시형태나 실시예, 변형예에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 개요의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시형태, 실시예, 변형예 중의 기술적 특징은, 상기 서술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은 상기 서술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절히 교환이나 조합을 실시하는 것이 가능하다. 또, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것이 가능하다.
10 : 탱크
13 : 구금
14 : 구금
15 : 관통공
20 : 라이너
21 : 스트레이트부
22 : 돔부
23 : 돔부
30 : 보강층
32 : 시트층
32P : 시트
34 : 헬리컬층
200 : 시트 권회 장치
210 : 반송 롤러
220 : 라이너 회전부
230 : 카메라
240 : 인젝터
250 : 제어부
260 : 검출부
AX : 축선
D : 장력 저하 부위
Da : 섬유속
F : 섬유속
R1 : 영역
R2 : 영역

Claims (6)

  1. 탱크의 제조 방법으로서,
    섬유속이 배열되어 구성된 시트를 상기 섬유속의 장척 방향으로 장력을 가한 상태로 반송하는 반송 공정과,
    반송되고 있는 상기 시트에 있어서 장력이 저하되어 있는 장력 저하 부위를 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정에 있어서 상기 장력 저하 부위가 검출된 경우에, 유기 용매를 분사하여 상기 장력 저하 부위에 있어서의 장력의 저하를 회복시키는 장력 회복 공정과,
    반송된 상기 시트를 라이너에 권회하는 권회 공정을 구비하는, 탱크의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장력 회복 공정에 있어서의 상기 유기 용매의 분사는, 반송되고 있는 상기 시트로부터 떨어져 상기 시트의 폭 방향을 따라 배치됨과 함께 상기 시트의 면을 향하여 상기 유기 용매를 분사할 수 있는 복수의 분사부에 의해 실시되는, 탱크의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 장력 회복 공정에 있어서의 상기 유기 용매의 분사는, 상기 복수의 분사부 중, 상기 시트의 폭 방향에 있어서 상기 장력 저하 부위의 위치와 대응하는 위치에 배치된 분사부에 의해 실시되는, 탱크의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 공정은, 촬상 장치에 의해 촬상된 화상에 찍힌 상기 시트에 있어서의 상기 섬유속의 배향 각도에 기초하여 상기 장력 저하 부위를 검출하는, 탱크의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 공정은, 비접촉 상태로 장력을 측정할 수 있는 비접촉 장력계에 의한 측정 결과에 기초하여 상기 장력 저하 부위를 검출하는, 탱크의 제조 방법.
  6. 탱크의 제조 방법으로서,
    섬유속이 배열되어 구성된 시트를 상기 섬유속의 장척 방향으로 장력을 가한 상태로 반송하는 반송 공정과,
    반송되고 있는 상기 시트에 있어서 장력이 저하되어 있는 장력 저하 부위를 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정에 있어서 상기 장력 저하 부위가 검출된 경우에, 유기 용매를 분사하여 상기 장력 저하 부위에 있어서의 장력의 저하를 회복시키는 장력 회복 공정과,
    반송된 상기 시트를 맨드릴에 권회하는 권회 공정과,
    상기 맨드릴에 권회된 상기 시트를 경화시켜 시트층을 형성하는 시트층 형성 공정과,
    상기 시트층과 상기 맨드릴을 분리한 후, 상기 시트층에 라이너를 끼워 맞추는 끼워 맞춤 공정을 구비하는, 탱크의 제조 방법.
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