罐及其制造方法与流程

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1.本发明涉及由纤维加强(增强)后的罐及其制造方法。

背景技术：

2.专利文献1公开了frp制罐(以下也称为高压罐)的制造方法。在该制造方法中，在执行将纤维卷绕于内衬而进行覆盖的覆盖工序之后，进行使树脂浸渍于纤维的浸渍工序，之后，通过对浸渍有树脂的纤维进行加热而使树脂固化。
3.另外，专利文献2公开了利用该rtm(resin transfer molding：树脂传递模塑)法制造出的高压罐(压力容器)。该高压罐(压力容器)具备：容器主体，具有圆筒状的直体部和在该直体部的两端一体形成的包括半球状的半球部的穹顶部；第一加强部，通过将增强纤维以交错地编织的方式卷绕于一个所述穹顶部的外周面而构成；第二加强部，通过从所述第一加强部连续地将所述增强纤维以螺旋状卷绕于所述直体部的外周面而构成；及第三加强部，通过从所述第二加强部连续地将所述增强纤维以交错地编织的方式卷绕于另一个所述穹顶部的外周面而构成。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2020-085199号公报
7.专利文献2：日本特开2020-026817号公报

技术实现要素：

8.发明所要解决的课题
9.在上述利用rtm法的制造方法中，在制造高压罐时，分开进行纤维卷绕工序和树脂浸渍工序。但是，在注入树脂时，存在直体部的纤维偏移而强度降低的可能。
10.本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够防止树脂注入时的纤维的偏移并抑制强度降低的罐及其制造方法。
11.用于解决课题的技术方案
12.为了实现上述目的，本发明的一个方式是一种罐，形成有加强层，所述加强层通过将树脂浸渍于纤维层而形成，所述纤维层通过在具有筒状的直体部和随着从该直体部的轴向的端部朝向与该直体部相反的一侧而逐渐缩窄的穹顶部的中空的内衬的外表面将纤维沿径向重叠并卷绕而成，所述罐的特征在于，构成为使所述树脂浸渍于将编织层重叠于螺旋层或环圈层的最外层而构成的所述纤维层，所述螺旋层或所述环圈层是通过将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述内衬的外表面而构成的，所述编织层是通过将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式进行卷绕而构成的。
13.在优选的方式中，构成为使所述树脂浸渍于由第一编织层、螺旋层或环圈层和第二编织层构成的所述纤维层，所述第一编织层是通过将所述纤维以交错地编织的方式卷绕于所述穹顶部的外表面而构成的，所述螺旋层或所述环圈层是通过从所述第一编织层连续
地将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述直体部的外表面而构成的，所述第二编织层是通过从所述第一编织层连续地将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式卷绕于所述螺旋层或所述环圈层的最外层而构成的。
14.另外，本发明的另一方式是一种罐的制造方法，该罐形成有加强层，所述加强层通过将树脂浸渍于纤维层而形成，所述纤维层通过在具有筒状的直体部和随着从该直体部的轴向的端部朝向与该直体部相反的一侧而逐渐缩窄的穹顶部的中空的内衬的外表面将纤维沿径向重叠并卷绕而成，所述制造方法的特征在于，包括如下工序：将编织层重叠于螺旋层或环圈层的最外层而形成所述纤维层的工序，所述螺旋层或所述环圈层是通过将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述内衬的外表面而构成的，所述编织层是通过将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式进行卷绕而构成的；及使所述树脂浸渍于将所述编织层重叠于所述螺旋层或所述环圈层的最外层而构成的所述纤维层的工序。
15.在优选的方式中，其特征在于，包括：由第一编织层、螺旋层或环圈层和第二编织层构成所述纤维层的工序，所述第一编织层是通过将所述纤维以交错地编织的方式卷绕于所述穹顶部的外表面而构成的，所述螺旋层或所述环圈层是通过从所述第一编织层连续地将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述直体部的外表面而构成的，所述第二编织层是通过从所述第一编织层连续地将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式卷绕于所述螺旋层或所述环圈层的最外层而构成的；及使所述树脂浸渍于由所述第一编织层、所述螺旋层或所述环圈层和所述第二编织层构成的所述纤维层的工序。
16.在优选的方式中，作为构成所述编织层的所述纤维的一部分或全部，使用使热塑性树脂浸渍于纤维而成的丝束预浸料。
17.在另一优选的方式中，所述树脂由热固性树脂构成，所述热塑性树脂的熔融温度为所述热固性树脂的固化温度以下。
18.在另一优选的方式中，所述热塑性树脂由与所述树脂具有相容性的热塑性树脂构成。
19.在另一优选的方式中，所述热塑性树脂由与所述树脂同种的热塑性树脂构成。
20.发明效果
21.根据本发明的一个方式，通过根据位置来变更纤维的卷绕方式，能够防止树脂注入时的纤维的偏移并抑制强度降低。
附图说明
22.图1是示意性地表示本实施方式所涉及的高压罐(缠绕有纤维的内衬)的侧视图。
23.图2是示意性地表示本实施方式所涉及的高压罐(缠绕有纤维的内衬)的结构的剖视图。
24.图3是表示向构成本实施方式所涉及的高压罐的内衬卷绕纤维的制造装置(编织机)的示意图。
25.图4是表示向本实施方式所涉及的高压罐的穹顶部进行卷绕时的纤维的放出位置的示意图。
26.图5是表示向本实施方式所涉及的高压罐的直体部进行卷绕时的纤维的放出位置的示意图。
27.图6是表示本实施方式所涉及的高压罐的制造装置(树脂浸渍成型用模具)的预塑形坯配置工序和真空脱气工序的状态的纵剖视图。
28.图7是表示本实施方式所涉及的高压罐的制造装置(树脂浸渍成型用模具)的树脂注入工序的状态的纵剖视图。
29.图8是示意性地表示本实施方式所涉及的高压罐(缠绕有纤维的内衬)的其他例的侧视图。
具体实施方式
30.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
31.以下，举出作为罐的一例的燃料电池车用高压罐为例进行说明。但是，成为本发明的应用对象的罐并不限定于燃料电池车用高压罐，构成罐的内衬或预塑形坯的形状、原材料等也并不限于图示例。
32.在rtm法中，通过在内衬多重(多层)卷绕(缠绕)碳纤维来制作在内衬的外表面形成有纤维层的预塑形坯，使环氧树脂浸渍于预塑形坯的纤维层并固化，由此制造在内衬的外周形成有包含碳纤维和环氧树脂的纤维增强树脂层的燃料电池车用高压罐。内衬是形成高压罐的内部空间的树脂制(例如尼龙树脂制)的中空容器。
33.燃料电池车用高压罐需要以施加高速、高压的方式使环氧树脂填充、浸渍于厚壁叠层的(将碳纤维卷绕成厚壁的)大型罐，因此，产生纤维偏移等。特别是内衬的直体部需要由碳纤维实现的加强效果(参照专利文献2)，因此，需要紧密地(无间隙地)缠绕碳纤维，所以在rtm树脂浸渍时，纤维偏移，容易发生性能降低、品质不良。
34.因此，本实施方式采用了以下的结构。
35.(高压罐的结构)
36.首先，基于附图详细地对本发明的实施方式所涉及的高压罐10的构造进行说明。图1、图2分别是示意性地表示本实施方式所涉及的高压罐10(缠绕有纤维的内衬)的侧视图、剖视图。另外，图1的右半部分示出了除去最外层(外表面)的编织层后的状态。另外，为了便于说明，将在各图中适当表示的箭头d设为高压罐10的轴向，将箭头r设为高压罐10的径向。另外，将在高压罐10的中心轴cl的轴向上远离高压罐10(内衬12)的中心的一侧设为“轴向端部侧”。另外，将与此相反地接近高压罐10(内衬12)的中心的一侧设为“轴向中央部侧”。另外，本实施方式所涉及的高压罐10在其内部填充例如作为燃料的氢，并搭载于燃料电池车(省略图示)等。
37.如图1、图2所示，高压罐10具有作为容器主体的内衬12。作为一例，内衬12由气体阻隔性优异且尺寸稳定性优异的液晶树脂材料吹塑成型，具有圆筒状的直体部12a和在直体部12a的两端(端部开口)一体形成的大致半球状的穹顶部12b。更具体地进行说明，该内衬12具有：在内衬12的长度方向(轴向)的中间部处内径和外径被形成为恒定而成的圆筒状的直体部12a；及构成内衬12的长度方向(轴向)的两侧部分，随着朝向与直体部12a相反的一侧(轴向端部侧)而逐渐缩窄的(缩径的)穹顶部12b。
38.另外，穹顶部12b在其轴心部包括向内衬12的中心轴cl的轴向端部侧(外侧)突出
的圆筒部12c。圆筒部12c的内径和外径比直体部12a小且大致恒定。
39.并且，高压罐10通过在内衬12的直体部12a的外周面和穹顶部12b的外周面将具有规定宽度的带状的纤维(也称为纤维束)16以层状进行卷绕而构成。纤维16为包含玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维等的纤维增强树脂(frp：fiber reinforced plastics)制，在内衬12的外周面(外表面)形成作为加强层的纤维增强树脂层(frp层)。
40.具体地进行说明，在穹顶部12b的外周面(外表面)将纤维16以交错地编织的方式卷绕(以下有时称为“编织卷绕”)，由该编织卷绕后的纤维16形成作为第一纤维层的编织层17b。然后，通过使热固性树脂18(图7)浸渍并固化于该编织层(第一纤维层)17b而形成加强层。
41.另一方面，在直体部12a的外周面(外表面)将纤维16以螺旋状卷绕(以下有时称为“螺旋卷绕”)，由该螺旋卷绕后的纤维16形成作为第二纤维层的螺旋层17a。然后，通过使热固性树脂18(图7)浸渍并固化于该螺旋层(第二纤维层)17a而形成加强层。
42.所谓螺旋卷绕，是指将纤维16相对于内衬12的中心轴cl以规定的卷绕角度+θ卷绕到直体部12a的整个外周面之后，进一步从其上(在以角度+θ卷绕的纤维16之上交叉地)相对于内衬12的中心轴cl以规定的卷绕角度-θ进行卷绕。即，螺旋层(第二纤维层)17a通过在直体部12a的外周面以规定的卷绕角度+θ和卷绕角度-θ卷绕至少两层纤维16而构成。另外，虽然起因于直体部12a的内压和纤维(束)16的纤维根数等，但纤维(束)16实际上(在径向上重叠或层叠)卷绕例如几层～几十层左右。
43.所谓编织卷绕，如上所述，是将纤维16以交错地编织的方式卷绕，在此，是指相对于内衬12的中心轴cl以规定的卷绕角度+θ和卷绕角度-θ卷绕于穹顶部12b的整个外周面。
44.即，在此，编织卷绕和螺旋卷绕都是以相同的卷绕角度θ进行卷绕，该卷绕角度θ包括公差在内处于θ＝54.7度
±
10度的范围内，优选处于θ＝54.7度
±
5度的范围内，更优选处于θ＝54.7度
±
1度的范围内。
45.该卷绕角度θ是从作用有规定的内压时的直体部12a中的应力(轴向的应力和周向的应力)导出的角度，是因周向的应力相对于轴向的应力为两倍而产生的角度。即，虽然省略了详细的计算式，但在根据网络理论(netting theory)计算与应力相应的卷绕角度θ时，由于tan2θ＝2，所以导出θ＝54.7度(平衡角)。
46.在此，穹顶部12b与直体部12a相比，作用有内压时的应力较小，因此与直体部12a相比，加强的程度较小即可。因此，作为基本构造，在穹顶部12b中，形成为与螺旋卷绕(螺旋层17a)相比纤维间隔较大、纤维(密度)较稀疏且为低强度的编织卷绕(编织层17b)，在直体部12a中，形成为与编织卷绕(编织层17b)相比纤维间隔较小、纤维(密度)较密且为高强度的螺旋卷绕(螺旋层17a)(参照图1的右半部分)。
47.另外，虽然省略了详细的构造说明，但在从与内衬12的中心轴cl的轴向正交的方向观察时，从穹顶部12b中的编织卷绕(编织层17b)向直体部12a中的螺旋卷绕(螺旋层17a)的切换、相反地从直体部12a中的螺旋卷绕(螺旋层17a)向穹顶部12b中的编织卷绕(编织层17b)的切换在直体部12a与穹顶部12b的边界部附近的轴向上在规定的长度的区域内进行。
48.另外，虽然省略了图示，但作为一例，在一个圆筒部12c嵌合有密封塞，在另一个圆筒部12c嵌合有接头塞，在该接头塞安装有阀。
49.另外，如图3所示，纤维16通过公知的制造装置(也称为编织机)40而卷绕于内衬12
的外周面。如图4、图5所示，制造装置40具有在圆周上配置成两列的多个线轴42、44，从各列的多个线轴42、44放出的纤维16依次卷绕于向中心轴cl的轴向(图3中的左方向)移动的内衬12的一个穹顶部12b的外周面、直体部12a的外周面、另一个穹顶部12b的外周面。
50.另外，在向一个穹顶部12b和另一个穹顶部12b编织卷绕纤维16时，如图4所示，由实线连结的多个线轴42和由假想线连结的多个线轴44在周向上配置且在径向内侧和径向外侧交替地配置。并且，驱动制造装置40，以使由实线连结的多个线轴42和由假想线连结的多个线轴44相互向相反的方向移动，并且上述各线轴42、44从径向内侧向径向外侧及从径向外侧向径向内侧依次调换。
51.另外，在向直体部12a螺旋卷绕纤维16时，如图5所示，由实线连结的多个线轴42和由假想线连结的多个线轴44配置于周向上且配置于径向外侧和径向内侧。并且，驱动制造装置40，以使由实线连结的多个线轴42和由假想线连结的多个线轴44相互向相反方向移动。
52.如上所述，本实施方式中，作为基本构造，在穹顶部12b中，形成为纤维间隔大、纤维(密度)稀疏且为低强度的编织卷绕(编织层17b)，在直体部12a中，形成为纤维间隔小、纤维(密度)密且为高强度的螺旋卷绕(螺旋层17a)(参照图1的右半部分)，但为了防止树脂注入时的纤维16(特别是直体部12a中的螺旋层17a的纤维16)的偏移，附加了以下的结构。
53.即，如图1、图2所示，在螺旋层17a(例如由几层～几十层左右构成)的最外层，从编织层17b连续地将纤维16以交错地编织的方式卷绕而形成了编织层17e。
54.具体地进行说明，在穹顶部12b的外周面(外表面)的编织层17b的最外层，将纤维16以交错地编织的方式卷绕后(编织卷绕后)，从此处连续地(换言之，不进行从编织卷绕向螺旋卷绕的切换地)将纤维16以交错地编织的方式卷绕到直体部12a的外周面(外表面)的螺旋层17a(与编织层17b相邻的螺旋层17a)之上(图2的17e部分)。在直体部12a的外周面(外表面)的螺旋层17a之上将纤维16以交错地编织的方式卷绕后，从此处连续地在另一个穹顶部12b的外周面(外表面)的编织层17b(与螺旋层17a相邻的编织层17b)之上将纤维16以交错地编织的方式卷绕(进行编织卷绕)，由此在另一个穹顶部12b的外周面(外表面)进一步形成编织层17b。
55.换言之，在包含内衬12的一个穹顶部12b的外周面中的编织层17b、直体部12a的外周面中的螺旋层17a、另一个穹顶部12b的外周面中的编织层17b的(遍及内衬12的轴向的全长的)纤维层的最外层中，通过将纤维16以交错地编织的方式卷绕而形成编织层(17b、17e、17b)。另外，在螺旋层17a的最外层之上重叠或层叠而形成的编织层17e可以仅为一层，也可以为多层(例如几层左右)。在图2中，示出了仅形成一层编织层17e的例子。
56.由此，通过在纤维间隔小、纤维(密度)密而容易产生纤维偏移的螺旋层17a的最外层(从编织层17b连续地)交错地编织而形成纤维间隔大、纤维(密度)稀疏而不易产生纤维偏移的编织层17e(换言之，容易产生纤维偏移的螺旋层17a的最外层被不易产生纤维偏移的编织层17e覆盖)，因此能够防止后述的树脂注入时的纤维16的偏移。
57.高压罐10是通过使具有流动性的未固化的热固性树脂(例如，环氧树脂和固化剂混合而成的树脂。在本说明书中，有时简称为“树脂”)18浸渍于纤维层17并对该热固性树脂进行加热使之固化而形成的，所述纤维层17包括如上述那样通过将纤维16以层状卷绕于内衬12而形成的编织层17b、螺旋层17a和编织层17e。
58.(高压罐的制造方法)
59.基于附图详细地对形成为如上的结构的高压罐10的制造方法进行说明。
60.(纤维缠绕工序)
61.本实施方式所涉及的高压罐10通过首先在内衬12的外周面卷绕纤维16而构成。即，如图3～图5所示，从制造装置40的多个线轴42、44依次放出纤维16，首先在一个穹顶部12b的外周面编织卷绕该纤维16而形成编织层17b(第一工序)。详细地说，从穹顶部12b的与直体部12a侧相反的一侧的端部到直体部12a侧的端部，依次编织卷绕纤维16而形成编织层17b。
62.在纤维16相对于一个穹顶部12b的外周面的编织卷绕结束后，接着在直体部12a的外周面螺旋卷绕纤维16而形成螺旋层17a(第二工序)。详细地说，从直体部12a的一个穹顶部12b侧的端部到另一个穹顶部12b侧的端部，依次螺旋卷绕纤维16而形成螺旋层17a。另外，从穹顶部12b中的编织卷绕向直体部12a中的螺旋卷绕的切换通过以规定时间宽度切换制造装置40的多个线轴42、44的配置(图4、图5)，而在穹顶部12b与直体部12a的边界部附近的轴向上在规定的长度的区域内进行。在此，在上述区域内，纤维16能够以相同的卷绕角度θ从编织卷绕顺畅地切换为螺旋卷绕。
63.在纤维16相对于直体部12a的外周面的螺旋卷绕结束后，接着，在另一个穹顶部12b的外周面编织卷绕纤维16而形成编织层17b(第三工序)。详细地说，从穹顶部12b的直体部12a侧的端部到与直体部12a侧相反的一侧的端部，依次编织卷绕纤维16而形成编织层17b。另外，从直体部12a中的螺旋卷绕向穹顶部12b中的编织卷绕的切换也通过以规定时间宽度切换制造装置40的多个线轴42、44的配置(图4、图5)，而在直体部12a与穹顶部12b的边界部附近的轴向上在规定的长度的区域内进行。在此，在上述区域内，纤维16能够以相同的卷绕角度θ从螺旋卷绕顺畅地切换为编织卷绕。
64.另外，卷绕于一个穹顶部12b及另一个穹顶部12b和直体部12a的纤维16的卷绕角度θ例如在54.7度
±
10度的范围内。
65.并且，在本实施方式中，在编织层17b的最外层中，在纤维16的编织卷绕结束后，不进行上述那样的从穹顶部12b中的编织卷绕向直体部12a中的螺旋卷绕的切换，接着，在直体部12a的外周面(详细地说，是直体部12a的外周面中的螺旋层17a的外周面)编织卷绕纤维16而形成编织层17e。另外，在纤维16相对于直体部12a的外周面(详细地说，是直体部12a的外周面中的螺旋层17a的外周面)的编织卷绕结束后(不进行如上所述的从直体部12a中的螺旋卷绕向穹顶部12b中的编织卷绕的切换)，接着，在另一个穹顶部12b的外周面编织卷绕纤维16而形成编织层17b。
66.换言之，在编织层17b等的最外层中，从一个穹顶部12b的与直体部12a侧相反的一侧的端部到另一个穹顶部12b的与直体部12a侧相反的一侧的端部(遍及内衬12的轴向的全长)，依次编织卷绕纤维16而形成编织层(17b、17e、17b)。
67.通过进行如上所述的纤维16的卷绕，从而在螺旋层17a的最外层从编织层17b连续地重叠(层叠)形成编织层17e。
68.如上所述，通过将纤维16最终(在径向上重叠或层叠)卷绕例如几层～几十层左右，从而在中空的内衬12的外周面(外表面)形成作为形成有卷绕纤维16而成的纤维层17(编织层17b、螺旋层17a、编织层17e)的中间体的预塑形坯11(图6、图7)。
69.(树脂注入(树脂浸渍成型)工序)
70.如上所述，将在中空的内衬12卷绕纤维16而形成有纤维层17的预塑形坯11(图6、图7)配置在作为制造装置的树脂浸渍成型用模具50内(下模60与上模80之间，也称为型腔)，向模具50内注入热固性树脂18，使热固性树脂18浸渍于纤维层17(构成纤维层17的纤维16)并对热固性树脂18进行加热而使之固化。
71.具体地进行说明，如图6、图7所示，在模具50(在图示例中为下模60)埋设有连接着真空泵61的真空脱气配管62。
72.另外，在模具50(在图示例中为上模80)埋设有连接着树脂注入机81的树脂注入配管(也称为树脂注入浇口)82。
73.在使热固性树脂18浸渍于预塑形坯11的纤维层17(构成纤维层17的纤维16)时，首先，在将预塑形坯11配置在被保温为规定温度(热固性树脂18的固化温度以上的温度)的具有上述结构的模具50内(下模60与上模80之间)的状态下(换言之，在合模完成后)，控制真空泵61来对模具50内进行真空脱气(图6)。
74.在上述真空脱气停止(完成)后，通过驱动树脂注入机81来向模具50内注入热固性树脂18(图7)。
75.由此，在流过树脂注入配管82内而注入(排出)到模具50内(型腔)的(未固化的)树脂18通过编织层17e而浸渍于螺旋层17a和编织层17b(即，纤维层17的整体)。此时，由于在预塑形坯11(的纤维层17)的最外层设置有不易产生纤维偏移的编织层17e(换言之，由不易产生纤维偏移的编织层17e覆盖)，因此抑制了注入(浸渍)树脂18时的纤维16(特别是直体部12a中的螺旋层17a的纤维16)的偏移。另外，编织层17e(编织卷绕)与螺旋层17a(螺旋卷绕)相比，纤维间隔较大且纤维(密度)较稀疏，因此不会阻碍树脂18向内侧的螺旋层17a的注入(浸渍)。
76.在完成树脂18向纤维层17的叠层内的浸渍之后，停止树脂注入并对树脂18进行加热而使之固化，由此在内衬12的外周形成作为加强层的纤维增强树脂层。由此，能够得到耐腐蚀性优异并且实现了轻量化和低成本化、且搬运及处理容易的高压罐10。
77.如以上所说明的那样，在燃料电池车用高压罐中，在利用rtm浸渍技术制造罐时，需要以施加高速、高压的方式使环氧树脂填充、浸渍于厚壁叠层的(将碳纤维卷绕成厚壁的)大型罐，此时，产生缠绕于预塑形坯的碳纤维的偏移、纤维宽度缩小等，导致生产率降低和罐性能降低。
78.在本实施方式中，为了加强效果，通过在碳纤维束的间隙小的高螺旋卷绕等密集地卷绕了纤维束的预塑形坯的最外层织入编织卷绕等纤维束，由此设定纤维束不易偏移且纤维束的间隙大的纤维叠层(编织层17e)。
79.由于碳纤维的叠层不易偏移，碳纤维宽度不缩小，因此能够抑制性能降低，并且即使采取这样的纤维偏移防止措施，也由于是碳纤维的间隙大的编织卷绕(编织层17e)，因此能够在树脂浸渍性不降低的情况下进行应对。
80.由此，在注入环氧树脂时，能够实现碳纤维的偏移和纤维宽度缩小等的防止，因此在高压罐10中，能够得到树脂浸渍性及罐性能的提高和良好的表面品质。
81.这样，根据本实施方式，通过根据位置来变更纤维16的卷绕方式，能够防止树脂注入时的纤维16的偏移、纤维宽度的缩小，由此能够抑制强度降低。
82.另外，例如为了更可靠地防止树脂注入时的纤维偏移，如图8所示，作为编织卷绕于纤维层17的最外层的(构成编织层17e的)纤维16的一部分或全部，也可以使用使热塑性树脂(例如环氧树脂)浸渍于纤维(例如碳纤维)而成的丝束预浸料19。换言之，也可以通过将上述纤维16的一部分或全部更换为丝束预浸料19并进行编织卷绕来形成纤维层17的最外层。
83.在该情况下，在利用制造装置40卷绕最外层时，只要将多个线轴42、44的一部分或全部更换为装填有丝束预浸料19的线轴来卷绕最外层即可。
84.在将在纤维层17的最外层编织卷绕丝束预浸料19而形成的预塑形坯11配置在被保温为规定温度(热固性树脂18的固化温度以上的温度)的模具50内时，例如如果构成丝束预浸料19的热塑性树脂的熔融温度为热固化性树脂18的固化温度以下，则构成丝束预浸料19的热塑性树脂熔融，构成丝束预浸料19的纤维(即，构成编织层17e的纤维)与其内侧的构成螺旋层17a的纤维16粘接，并且构成螺旋层17a的纤维16彼此相互粘接，因此能够更有效地防止树脂注入时的纤维偏移。另外，通过构成最内层的丝束预浸料19的热塑性树脂与内衬12粘接，能够更有效地防止纤维偏移。
85.另外，由于构成丝束预浸料19的热塑性树脂与热固性树脂18(浸渍于纤维层17的树脂)一起构成加强层(纤维增强树脂层)，因此与热固性树脂18相容性良好且粘接性高的热塑性树脂为优选。例如，构成丝束预浸料19的热塑性树脂优选为与构成热固性树脂18的环氧树脂同种的热塑性环氧树脂。即，优选使用具有热固性和热塑性这两种特性(熔融温度为固化温度以下)的环氧树脂。
86.即，本实施方式中，在通过编织卷绕等多供丝纤维缠绕(fw)卷绕几十根碳纤维时，将碳纤维线轴的一部分或全部更换为含有与浸渍于纤维层的环氧树脂相容性良好且粘接性高的热塑性环氧树脂的丝束预浸料(tpp)并卷绕最外层的叠层，由此在rtm成型时，防止树脂注入时的纤维偏移。
87.由此，与基于图1、图2等所说明的实施方式同样地，在注入环氧树脂时，能够实现碳纤维的偏移和纤维宽度缩小等的防止，因此在高压罐10中，能够得到树脂浸渍性和罐性能的提高和良好的表面品质。
88.另外，在上述实施方式中，在纤维层17(螺旋层17a)的最外层的整个面(以覆盖螺旋层17a的外周面的整体的方式)重叠形成编织层17e，但当然也可以仅在纤维层17(螺旋层17a)的最外层的一部分表面重叠形成编织层17e。
89.另外，在直体部12a的外周面将纤维以螺旋状卷绕(螺旋卷绕)而形成螺旋层，但例如也可以适当地调整卷绕角度θ等而在直体部12a的外周面将纤维以环圈状卷绕(环圈卷绕)而形成环圈层。
90.另外，例如，内衬12并不限定于液晶树脂制。内衬12例如也可以是高密度聚乙烯等具有气体阻隔性的其他合成树脂制，还可以是铝合金等轻量金属制。另外，内衬12并不限定于通过吹塑成型来制造，也可以通过注塑成型等来制造。
91.以上，使用附图详细描述了本发明的实施方式，但是具体的结构并不限定于该实施方式，即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等，它们也包含于本发明。
92.标号说明
93.10 高压罐(罐)
94.11 预塑形坯
95.12 内衬
96.12a 直体部
97.12b 穹顶部
98.12c 圆筒部
99.16 纤维
100.17 纤维层
101.17a 螺旋层
102.17b 编织层(第一编织层)
103.17e 编织层(第二编织层)
104.18 热固性树脂(树脂)
105.19 丝束预浸料
106.50 模具
107.60 下模
108.80 上模
109.cl 中心轴。

技术特征：

1.一种罐，形成有加强层，所述加强层通过将树脂浸渍于纤维层而形成，所述纤维层通过在具有筒状的直体部和随着从该直体部的轴向的端部朝向与该直体部相反的一侧而逐渐缩窄的穹顶部的中空的内衬的外表面将纤维沿径向重叠并卷绕而成，所述罐的特征在于，构成为使所述树脂浸渍于将编织层重叠于螺旋层或环圈层的最外层而构成的所述纤维层，所述螺旋层或所述环圈层是通过将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述内衬的外表面而构成的，所述编织层是通过将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式进行卷绕而构成的。2.根据权利要求1所述的罐，其特征在于，构成为使所述树脂浸渍于由第一编织层、螺旋层或环圈层和第二编织层构成的所述纤维层，所述第一编织层是通过将所述纤维以交错地编织的方式卷绕于所述穹顶部的外表面而构成的，所述螺旋层或所述环圈层是通过从所述第一编织层连续地将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述直体部的外表面而构成的，所述第二编织层是通过从所述第一编织层连续地将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式卷绕于所述螺旋层或所述环圈层的最外层而构成的。3.一种罐的制造方法，该罐形成有加强层，所述加强层通过将树脂浸渍于纤维层而形成，所述纤维层通过在具有筒状的直体部和随着从该直体部的轴向的端部朝向与该直体部相反的一侧而逐渐缩窄的穹顶部的中空的内衬的外表面将纤维沿径向重叠并卷绕而成，所述制造方法的特征在于，包括如下工序：将编织层重叠于螺旋层或环圈层的最外层而形成所述纤维层的工序，所述螺旋层或所述环圈层是通过将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述内衬的外表面而构成的，所述编织层是通过将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式进行卷绕而构成的；及使所述树脂浸渍于将所述编织层重叠于所述螺旋层或所述环圈层的最外层而构成的所述纤维层的工序。4.根据权利要求3所述的罐的制造方法，其特征在于，包括如下工序：由第一编织层、螺旋层或环圈层和第二编织层形成所述纤维层的工序，所述第一编织层是通过将所述纤维以交错地编织的方式卷绕于所述穹顶部的外表面而构成的，所述螺旋层或所述环圈层是通过从所述第一编织层连续地将所述纤维以螺旋状或环圈状卷绕于所述直体部的外表面而构成的，所述第二编织层是通过从所述第一编织层连续地将所述纤维以交错地编织且与所述螺旋层或所述环圈层相比纤维间隔变大的方式卷绕于所述螺旋层或所述环圈层的最外层而构成的；及使所述树脂浸渍于由所述第一编织层、所述螺旋层或所述环圈层和所述第二编织层构成的所述纤维层的工序。5.根据权利要求3所述的罐的制造方法，其特征在于，作为构成所述编织层的所述纤维的一部分或全部，使用使热塑性树脂浸渍于纤维而成的丝束预浸料。6.根据权利要求5所述的罐的制造方法，其特征在于，所述树脂由热固性树脂构成，
所述热塑性树脂的熔融温度为所述热固性树脂的固化温度以下。7.根据权利要求5所述的罐的制造方法，其特征在于，所述热塑性树脂由与所述树脂具有相容性的热塑性树脂构成。8.根据权利要求5所述的罐的制造方法，其特征在于，所述热塑性树脂由与所述树脂同种的热塑性树脂构成。

技术总结

本发明提供一种罐及其制造方法，能够防止树脂注入时的纤维偏移并抑制强度降低。构成为使树脂(18)浸渍于将编织层(17E)重叠于螺旋层(17A)的最外层而构成的纤维层(17)，该螺旋层(17A)是将纤维(16)以螺旋状卷绕于内衬(12)的外表面而构成的，该编织层(17E)是通过将纤维(16)以交错地编织且与螺旋层(17A)相比纤维间隔变大的方式进行卷绕而构成的。隔变大的方式进行卷绕而构成的。隔变大的方式进行卷绕而构成的。