JPH07167392A - 圧力容器の製造方法 - Google Patents
圧力容器の製造方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力容器用の容器本体を回転成形法で形成す
るについて、成形品の固化収縮に伴う成形欠陥を解消す
る。容器本体をより安価に成形する。 【構成】 液状のモノマーを成形材にして回転成形を行
い、成形用金型Ｄ内で重合反応と成形を同時に行う。 【作用効果】 ポリマー原料であるモノマーを成形材と
するので、原料コストを減少できる。流動しやすい液状
のモノマーを重合しながら成形を同時に行うので、粉体
を用いて回転成形を行う際に避けられない、成形品の固
化収縮を解消でき、成形に要する時間も短縮化できる。
るについて、成形品の固化収縮に伴う成形欠陥を解消す
る。容器本体をより安価に成形する。 【構成】 液状のモノマーを成形材にして回転成形を行
い、成形用金型Ｄ内で重合反応と成形を同時に行う。 【作用効果】 ポリマー原料であるモノマーを成形材と
するので、原料コストを減少できる。流動しやすい液状
のモノマーを重合しながら成形を同時に行うので、粉体
を用いて回転成形を行う際に避けられない、成形品の固
化収縮を解消でき、成形に要する時間も短縮化できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、容器本体を回転成形法
で形成する圧力容器の製造方法に関する。
で形成する圧力容器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧力容器の容器本体を回転成形法で形成
することは、例えば特開平１−２９９４００号公報に公
知である。一般的な回転成形法では、成形用の金型に粉
末状のポリマー化された成形材を投入し、金型を加熱し
て成形材を溶融させ、これを金型の内面に付着成長させ
て成形を行う。このとき、成形材の付着厚みを均一化す
るために、金型を１〜２軸まわりに回転ないしは揺振操
作する。
することは、例えば特開平１−２９９４００号公報に公
知である。一般的な回転成形法では、成形用の金型に粉
末状のポリマー化された成形材を投入し、金型を加熱し
て成形材を溶融させ、これを金型の内面に付着成長させ
て成形を行う。このとき、成形材の付着厚みを均一化す
るために、金型を１〜２軸まわりに回転ないしは揺振操
作する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転成形法で
は、粉末状の成形材を金型の内表面に溶融付着させ、付
着厚みを除々に増しながら容器の肉厚を形成して行く。
そのため、他の成形法に比べて、成形品が固化する際の
収縮量が大きく、収縮に伴う成形欠陥を生じやすい。ま
た、成形に長時間を要し、多品種少量生産には適してい
るが、中量ないしは多量生産時には製品コストが高く付
く。圧力容器用の容器本体の成形材としては、ガスバリ
ア性と機械的強度を同時に満足できるポリアミド樹脂を
用いることが多いが、ポリアミド樹脂を成形材にして回
転成形を行う場合には、成形材の適正な加熱温度範囲が
ごく狭い範囲に限られている。そのため、成形時の温度
管理を厳密に行う必要があり、このことも容器本体の成
形コストを増加させる一因であった。溶融した成形材
は、流動しにくく付着成長しやすいように調整されてい
るため、成形した容器の肉壁の厚みにばらつきを生じや
すい不利もある。
は、粉末状の成形材を金型の内表面に溶融付着させ、付
着厚みを除々に増しながら容器の肉厚を形成して行く。
そのため、他の成形法に比べて、成形品が固化する際の
収縮量が大きく、収縮に伴う成形欠陥を生じやすい。ま
た、成形に長時間を要し、多品種少量生産には適してい
るが、中量ないしは多量生産時には製品コストが高く付
く。圧力容器用の容器本体の成形材としては、ガスバリ
ア性と機械的強度を同時に満足できるポリアミド樹脂を
用いることが多いが、ポリアミド樹脂を成形材にして回
転成形を行う場合には、成形材の適正な加熱温度範囲が
ごく狭い範囲に限られている。そのため、成形時の温度
管理を厳密に行う必要があり、このことも容器本体の成
形コストを増加させる一因であった。溶融した成形材
は、流動しにくく付着成長しやすいように調整されてい
るため、成形した容器の肉壁の厚みにばらつきを生じや
すい不利もある。
【０００４】本発明では、モノマーを成形材にして金型
内で重合と成形を同時に行うが、その基本原理は、反応
射出成形法（ＲＩＭ）や、筒状体の多品種少量生産に適
した遠心重合成形法に見出すことができる。なお、前者
ではモノマー原料と重合を開始させる触媒等を混合した
後、これらを金型内へ射出供給し、後者ではモノマーを
予備重合して水飴状にした後、これを金型内へ充填す
る。
内で重合と成形を同時に行うが、その基本原理は、反応
射出成形法（ＲＩＭ）や、筒状体の多品種少量生産に適
した遠心重合成形法に見出すことができる。なお、前者
ではモノマー原料と重合を開始させる触媒等を混合した
後、これらを金型内へ射出供給し、後者ではモノマーを
予備重合して水飴状にした後、これを金型内へ充填す
る。
【０００５】本発明の目的は、圧力容器用の容器本体を
回転成形法で成形するについて、固化時の収縮に伴う成
形欠陥を解消できる容器本体の製造方法を提供すること
にある。本発明の他の目的は、圧力容器の容器本体を回
転成形法でより安価に製造し、少量ないしは中量生産時
の容器本体の製造コストを低減化するにある。
回転成形法で成形するについて、固化時の収縮に伴う成
形欠陥を解消できる容器本体の製造方法を提供すること
にある。本発明の他の目的は、圧力容器の容器本体を回
転成形法でより安価に製造し、少量ないしは中量生産時
の容器本体の製造コストを低減化するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明方法では、以下の
製造過程を経て容器本体を形成する。まず、成形用金型
Ｄの内部に液状のモノマーないしは予備重合された高粘
度流動体状のオリゴマーからなる成形材と重合開始材と
を投入して密閉する。成形用金型Ｄの全体を直交する二
軸まわりに回転および揺振しながら所定の重合温度で加
熱する。所定の重合時間を経過した後に、成形用金型Ｄ
の全体を引き続き回転および揺振しながら所定の成形温
度で加熱する。そして成形用金型Ｄを冷却した後、型開
きして容器本体１を離型する。
製造過程を経て容器本体を形成する。まず、成形用金型
Ｄの内部に液状のモノマーないしは予備重合された高粘
度流動体状のオリゴマーからなる成形材と重合開始材と
を投入して密閉する。成形用金型Ｄの全体を直交する二
軸まわりに回転および揺振しながら所定の重合温度で加
熱する。所定の重合時間を経過した後に、成形用金型Ｄ
の全体を引き続き回転および揺振しながら所定の成形温
度で加熱する。そして成形用金型Ｄを冷却した後、型開
きして容器本体１を離型する。
【０００７】
【作用】液状のモノマーないしは予備重合された高粘度
流動体状のオリゴマーを成形材にして、これを成形用金
型Ｄに充填して賦形と重合とを同時に行うので、粉末状
のポリマーを成形材とする場合に比べて、成形品が固化
する際の収縮量を減少できる。原料コストも減少でき
る。流動しやすいモノマーないしはオリゴマーを成形材
にして、重合しながら成形を行うので、賦形をより速や
かに行え、成形に要する時間を短縮できる。
流動体状のオリゴマーを成形材にして、これを成形用金
型Ｄに充填して賦形と重合とを同時に行うので、粉末状
のポリマーを成形材とする場合に比べて、成形品が固化
する際の収縮量を減少できる。原料コストも減少でき
る。流動しやすいモノマーないしはオリゴマーを成形材
にして、重合しながら成形を行うので、賦形をより速や
かに行え、成形に要する時間を短縮できる。
【０００８】
【発明の効果】本発明の製造方法においては、ポリマー
原料である液状のモノマーないしは予備重合したオリゴ
マーを成形材にして容器本体１の回転成形を行うので、
成形品が固化する際の収縮量を減少でき、これにより、
粉末回転成形法において不可避であった収縮に伴う成形
欠陥を解消できる。従来の回転成形方法に比べて原料コ
ストを減少できる。成形用金型Ｄの内部で重合反応と賦
形とを同時進行的に行うので、従来の成形方法に比べて
成形に要する時間を短縮でき、その分だけ容器本体１の
生産量を増加して、全体として圧力容器用の容器本体１
の量産性が良くなり製造コストを低減化できる。
原料である液状のモノマーないしは予備重合したオリゴ
マーを成形材にして容器本体１の回転成形を行うので、
成形品が固化する際の収縮量を減少でき、これにより、
粉末回転成形法において不可避であった収縮に伴う成形
欠陥を解消できる。従来の回転成形方法に比べて原料コ
ストを減少できる。成形用金型Ｄの内部で重合反応と賦
形とを同時進行的に行うので、従来の成形方法に比べて
成形に要する時間を短縮でき、その分だけ容器本体１の
生産量を増加して、全体として圧力容器用の容器本体１
の量産性が良くなり製造コストを低減化できる。
【０００９】
【実施例】図１ないし図３は本発明を液化天然ガス用の
圧力容器の製造に適用した実施例を示す。図２において
圧力容器は、回転成形装置で成形される横長円筒状の容
器本体１と、容器本体１の外面に被覆される補強層２と
からなる。容器本体１の左右端には、部分球殻状の端壁
３・３を胴部と一体に設け、胴部の筒軸中心線と交差す
る両端壁３・３の中央に口金４・４を設けてある。容器
本体１は、ガスバリア性に優れるポリアミド樹脂で形成
する。補強層２はフィラメントワインディング処理を行
って形成し、樹脂が含浸された長繊維を容器本体１の外
面に巻き付けて積層し硬化させるのである。ガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維等が長繊維の代表例であ
り、これに含浸させる樹脂としてはエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
左右の口金４・４は、長繊維を巻き付ける際の掛止体と
して利用される。
圧力容器の製造に適用した実施例を示す。図２において
圧力容器は、回転成形装置で成形される横長円筒状の容
器本体１と、容器本体１の外面に被覆される補強層２と
からなる。容器本体１の左右端には、部分球殻状の端壁
３・３を胴部と一体に設け、胴部の筒軸中心線と交差す
る両端壁３・３の中央に口金４・４を設けてある。容器
本体１は、ガスバリア性に優れるポリアミド樹脂で形成
する。補強層２はフィラメントワインディング処理を行
って形成し、樹脂が含浸された長繊維を容器本体１の外
面に巻き付けて積層し硬化させるのである。ガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維等が長繊維の代表例であ
り、これに含浸させる樹脂としてはエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
左右の口金４・４は、長繊維を巻き付ける際の掛止体と
して利用される。
【００１０】図３は容器本体１を回転成形するための成
形用金型（以下、単に金型という）Ｄを示す。この金型
Ｄは円筒状の胴部型６と、胴部型６の両端にフランジ接
合される左右の端部型７・８とからなり、両端部型７・
８の中央のボス９・９に口金４を固定保持する。詳しく
は、口金４の筒軸４ａを各端部型７・８の内面側からボ
ス９の保持穴に内嵌し、ボス９の外端面に外接する止め
金具１０で口金４をボス９側へ引き寄せ固定しておく。
止め金具１０は二重筒状に形成されており、内筒の外面
にねじ１１を形成し、このねじ１１を口金４の雌ねじ４
ｂにねじ込む。符号１３は止め金具１０に固定した蒸気
供給用のパイプ、１４は金型Ｄの全体を回転させるため
の車輪である。
形用金型（以下、単に金型という）Ｄを示す。この金型
Ｄは円筒状の胴部型６と、胴部型６の両端にフランジ接
合される左右の端部型７・８とからなり、両端部型７・
８の中央のボス９・９に口金４を固定保持する。詳しく
は、口金４の筒軸４ａを各端部型７・８の内面側からボ
ス９の保持穴に内嵌し、ボス９の外端面に外接する止め
金具１０で口金４をボス９側へ引き寄せ固定しておく。
止め金具１０は二重筒状に形成されており、内筒の外面
にねじ１１を形成し、このねじ１１を口金４の雌ねじ４
ｂにねじ込む。符号１３は止め金具１０に固定した蒸気
供給用のパイプ、１４は金型Ｄの全体を回転させるため
の車輪である。
【００１１】容器本体１は上記の金型Ｄを用いて、図１
に示す成形手順で成形する。すなわち、金型Ｄの両端部
型７・８に口金４を止め金具１０で取り付け、片方の端
部型７を胴部型６に組み付け、胴部型６の他方の開口部
から液状のモノマーからなる成形材Ｍと重合開始材とを
型内に投入し（図１（ａ））、胴部型６の他方の端部型
８を組み付けて金型Ｄを密閉する。成形材としては液状
のイプシロン−カプロラクタム（シックスナイロン（商
標）のモノマー）を用い、重合開始材となる触媒とし
て、適量の水と少量の酸および塩基物を加える。
に示す成形手順で成形する。すなわち、金型Ｄの両端部
型７・８に口金４を止め金具１０で取り付け、片方の端
部型７を胴部型６に組み付け、胴部型６の他方の開口部
から液状のモノマーからなる成形材Ｍと重合開始材とを
型内に投入し（図１（ａ））、胴部型６の他方の端部型
８を組み付けて金型Ｄを密閉する。成形材としては液状
のイプシロン−カプロラクタム（シックスナイロン（商
標）のモノマー）を用い、重合開始材となる触媒とし
て、適量の水と少量の酸および塩基物を加える。
【００１２】止め金具１０に設けたパイプ１３を介して
水蒸気（不活性ガス）を金型Ｄ内へ供給し、金型Ｄの全
体を直交する二軸のまわりに回転および揺振させ、金型
Ｄの外面に設けた熱源１６で成形材を所定の重合温度
（２２０〜３００℃）に加熱する（図１（ｂ））。熱源
１６としては、赤外線ランプ、ヒータ、バーナ、過熱水
蒸気、加熱流体などを適用でき、約１０分間加熱状態を
持続する。この重合過程において、成形材は重合しなが
ら賦形される。
水蒸気（不活性ガス）を金型Ｄ内へ供給し、金型Ｄの全
体を直交する二軸のまわりに回転および揺振させ、金型
Ｄの外面に設けた熱源１６で成形材を所定の重合温度
（２２０〜３００℃）に加熱する（図１（ｂ））。熱源
１６としては、赤外線ランプ、ヒータ、バーナ、過熱水
蒸気、加熱流体などを適用でき、約１０分間加熱状態を
持続する。この重合過程において、成形材は重合しなが
ら賦形される。
【００１３】所定の重合時間を経過した後に、金型Ｄの
全体を引き続き回転および揺振しながら、所定の成形温
度（２２０〜３００℃）で成形材を加熱して、胴部型６
に付着したポリマーの厚みを平滑化し、端部型７・８の
内面におけるポリマー厚みを他より分厚くする。この調
整成形過程時には、水蒸気の供給を停止して、成形材か
ら発生するガスをパイプ１３を介して排出する。調整成
形に要する時間は約１５分である。
全体を引き続き回転および揺振しながら、所定の成形温
度（２２０〜３００℃）で成形材を加熱して、胴部型６
に付着したポリマーの厚みを平滑化し、端部型７・８の
内面におけるポリマー厚みを他より分厚くする。この調
整成形過程時には、水蒸気の供給を停止して、成形材か
ら発生するガスをパイプ１３を介して排出する。調整成
形に要する時間は約１５分である。
【００１４】金型Ｄの外面に沿って設けたノズル１７で
水を散布して、金型Ｄおよび成形された容器本体１を常
温まで冷却し（図１（ｃ））、金型Ｄを成形装置から取
り外して型開きし、容器本体１を離型する（図１
（ｄ））。旋削等によって、口金４の筒軸内面に付着し
た成形材を除去し整形した後、容器本体１の内面に熱水
を噴き付けて、オリゴマーを洗い落とし、同時に旋削屑
を除去する。最後に容器本体１の外面に補強層２を形成
して圧力容器を完成する。口金４には、バルブや内圧指
示用の計器などの外装付属品が装着される。
水を散布して、金型Ｄおよび成形された容器本体１を常
温まで冷却し（図１（ｃ））、金型Ｄを成形装置から取
り外して型開きし、容器本体１を離型する（図１
（ｄ））。旋削等によって、口金４の筒軸内面に付着し
た成形材を除去し整形した後、容器本体１の内面に熱水
を噴き付けて、オリゴマーを洗い落とし、同時に旋削屑
を除去する。最後に容器本体１の外面に補強層２を形成
して圧力容器を完成する。口金４には、バルブや内圧指
示用の計器などの外装付属品が装着される。
【００１５】上記の実施例では、重合時の不活性ガスと
して水蒸気を用いたが、窒素ガスや炭酸ガスを適用する
ことができる。金型Ｄは周方向へ分割してあってもよ
い。成形材としては、モノマーを予備重合して水飴状に
した高粘度流動体状のオリゴマーを用いることができ
る。
して水蒸気を用いたが、窒素ガスや炭酸ガスを適用する
ことができる。金型Ｄは周方向へ分割してあってもよ
い。成形材としては、モノマーを予備重合して水飴状に
した高粘度流動体状のオリゴマーを用いることができ
る。
【図１】容器本体の製造過程を示す説明図である。
【図２】圧力容器の一部破断正面図である。
【図３】成形用金型の断面図である。
１ 容器本体 ４ 口金 １６ 熱源 １７ ノズル
Claims (1)
- 【請求項１】 成形用金型Ｄの内部に液状のモノマーな
いしは予備重合された高粘度流動体状のオリゴマーから
なる成形材と重合開始材とを投入して密閉し、 成形用金型Ｄの全体を直交する二軸まわりに回転および
揺振しながら所定の重合温度で加熱し、 所定の重合時間を経過した後に、成形用金型Ｄの全体を
引き続き回転および揺振しながら所定の成形温度で加熱
し、 成形用金型Ｄを冷却した後、型開きして容器本体１を離
型することを特徴とする圧力容器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34410793A JPH07167392A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 圧力容器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34410793A JPH07167392A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 圧力容器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167392A true JPH07167392A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18366699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34410793A Pending JPH07167392A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 圧力容器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167392A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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