[发明专利]用于制造高压罐的方法

说明书

提供了一种用于制造高压罐的方法，该方法能够去除碳纤维层内侧的气泡和在其外表面上的气泡而不会降低碳纤维层的强度，防止外观不良，减小尺寸变化，从而制造具有优异强度的高压罐。用于制造高压罐的方法包括：绕衬里形成未固化的碳纤维层的未固化的碳纤维层形成步骤；绕未固化的碳纤维层形成未固化的玻璃纤维层的玻璃纤维层形成步骤；从未固化的玻璃纤维层侧向未固化的碳纤维层的界面插入在其中布置的管状针的针插入步骤；从针抽吸气体的气体抽吸步骤；和形成玻璃纤维层和碳纤维层的热固化处理步骤。

技术领域

本公开涉及一种用于制造高压罐的方法。

背景技术

作为用于高压罐的容器的构造，已知一种包括被布置在用作容器的衬里的外表面上的碳纤维层的构造。

作为用于制造这种高压罐的已知方法中的一种，存在通过用细丝缠绕方法(FW方法)绕衬里缠绕浸渍有热固性树脂的碳纤维并且然后固化包含在碳纤维中的热固性树脂来形成碳纤维层的方法。日本未审专利申请特开第2013-193393号公开了在用于制造高压罐的上述方法中，通过将消泡溶液施加到碳纤维层的外表面来去除在高压罐的表面层中形成的气泡。

作为其它示例，日本未审专利申请特开第2008-261414号和第2014-81014号公开了在碳纤维层中形成延伸到衬里层的开口，以便防止已经经过衬里的高压气体在衬里和碳纤维层之间积聚。在该技术中，通过在碳纤维层中形成孔来提供开口。因此，存在碳纤维层的强度劣化的问题。

发明内容

在上述的用于通过使用FW方法制造高压罐的方法中，存在当缠绕碳纤维时空气残留在被堆叠起来的碳纤维中(即，在被堆叠起来的碳纤维之间)的情况。另外，存在在用于加热热固性树脂的过程中在热固性树脂的固化反应期间产生气体的情况。这些气体在加热过程中向外部移动，因此引起由于气泡而在碳纤维层的表面层上形成凹陷和凸起的问题(以下也称为非均匀性)。这种非均匀性导致外观不良和尺寸变化。此外，残留在碳纤维层的内部的气泡使碳纤维层的强度劣化。此外，存在当罐受到冲击时这些气泡引起破裂的可能性。

在日本未审专利申请特开第2013-193393号中公开的前述技术中，尽管在一定程度上去除了表面层中的气泡，但是并未去除碳纤维层的内部的气泡。此外，在日本未审专利申请特开第2013-193393号中公开的技术中，存在消泡剂的对碳纤维层的强度没有贡献的部分保留在碳纤维层中的问题。

已经鉴于上述情况做出了本公开，并且本公开提供一种用于制造高压罐的方法，该方法能够去除碳纤维层的内部的气泡和在碳纤维层的外表面上的气泡而不会降低碳纤维层的强度，从而防止外观不良，减小尺寸变化，由此制造具有优异强度的高压罐。

第一示例性方面是一种用于制造高压罐的方法，该方法包括：

未固化的碳纤维层形成步骤，所述未固化的碳纤维层形成步骤通过绕衬里缠绕浸渍有热固性树脂的碳纤维来形成未固化的碳纤维层；

玻璃纤维层形成步骤，所述玻璃纤维层形成步骤通过绕未固化的碳纤维层缠绕浸渍有热固性树脂的玻璃纤维来形成未固化的玻璃纤维层；

针插入步骤，所述针插入步骤从未固化的玻璃纤维层侧向未固化的碳纤维层的界面插入管状针，所述管状针具有被布置在所述管状针中的多孔金属；

气体抽吸步骤，所述气体抽吸步骤从针抽吸气体；以及

热固化处理步骤，所述热固化处理步骤在拔出针之后通过进行热固化处理来形成玻璃纤维层和碳纤维层。

在根据本公开的一个方面的上述制造方法中，可以通过使用针抽吸气体来去除碳纤维层的表面上的气泡及其内部的气泡。此外，由于即使在针被拔出之后孔仍然保留在玻璃纤维层中，所以即使在热固化处理期间，气体也通过该孔排出。此外，由于针仅插入穿过玻璃纤维层，所以不会损坏碳纤维，并且不会损害碳纤维层的强度。