罐制造技术

罐，其具有作为内壳的内衬和覆盖所述内衬的外表面的增强层，其中，所述增强层是通过将已含浸树脂的纤维束连续地卷绕于所述内衬的周围而形成的，所述增强层由配置在所述内衬侧的环箍层和螺旋层构成，在卷绕于所述环箍层的相邻的所述已含浸树脂的纤维束之间设有间隙，并且在所述螺旋层中相邻的所述已含浸树脂的纤维束的无间隙地卷绕的部位至少存在一处，构成所述罐的所述树脂的韧性值为1.0MPa

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】罐


[0001]本专利技术涉及纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastic，FRP)制的罐。

技术介绍

[0002]FRP是将树脂以增强纤维增强而得到的复合材料，与铁、铝等金属材料比较为轻量，但能够发挥与金属材料相同以上的强度及刚性，因此被广泛使用。
[0003]FRP能够成型为平板、H形状、筒状体等多种形状。其中的作为贮藏高压的气体或液体的罐使用的罐通常通过长丝缠绕(Filament Winding)成型来制造。长丝缠绕成型法是一边对卷绕于线轴的纤维束施加张力一边连续地将其放出，在使其含浸固化性树脂后将纤维束卷绕于内衬以形成增强层的成型方法。
[0004]在使用长丝缠绕成型法制作的罐中，存在成型时的纤维束间的间隙导致耐压力降低的情况。因此，通常将相邻的纤维束以纤维间无间隙的方式重叠地成型。但是，若是这一方法，则在纤维束彼此重叠的部分和不重叠的部分产生凹凸，施加于纤维束的张力产生差异，在所施加的张力低的纤维束中发生松弛，纤维束的排列错乱。其结果，存在罐的耐压力降低的情况。
[0005]因此，例如专利文献1中提出了下述方法：准备在宽度方向上具有厚度差的纤维束，将所述纤维束的薄的部分彼此重叠地成型，致力于使纤维束以能够避免产生由纤维束重叠形成的凹凸的方式重叠。另外，专利文献2中提出了通过将扁平的纤维束变形为四边形状而使得成型时的带之间不产生间隙的方法。另外，专利文献3中提出了对长丝缠绕成型时的带间的间隙进行检测的方法。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2015
‑
209887号公报
[0009]专利文献2：日本特开2012
‑
140997号公报
[0010]专利文献3：日本特开2017
‑
7104号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]但是，在同时要求生产速度的状况下，很难实现如专利文献1那样使纤维束的侧面对合而无间隙地卷绕、如专利文献2那样在工序内使扁平的纤维束变形为四边形状。另外，如专利文献3所记载，对长丝缠绕成型时的纤维束间的间隙进行检测的方法需要检测装置，可能导致罐的成本升高。
[0013]因而，本专利技术鉴于上述背景，提供无需以往进行的将纤维束高精度地配置的作业、对纤维束间的间隙进行检测的装置等的价廉的罐。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]为了解决上述课题，本专利技术的罐具有下述构成。即，
[0016]罐，其具有作为内壳的内衬和覆盖所述内衬的外表面的增强层，在所述罐中，所述增强层是通过将已含浸树脂的纤维束连续地卷绕于所述内衬的周围而形成的，所述增强层由配置在所述内衬侧的环箍层和螺旋层构成，在卷绕于所述环箍层的相邻的所述已含浸树脂的纤维束之间设有间隙，并且在所述螺旋层中相邻的所述已含浸树脂的纤维束的无间隙地卷绕的部位至少存在一处，构成所述罐的所述树脂的韧性值为1.0MPa
·
m
0.5
以上。
[0017]优选的是，本专利技术的罐中，所述间隙仅设置于与所述内衬接触的所述环箍层。
[0018]优选的是，本专利技术的罐中，从在卷绕于所述环箍层的相邻的已含浸树脂的纤维束之间设置的间隙露出的面积的总和相对于所述内衬的主干部表面积而言的比率大于0％且小于50％。
[0019]优选的是，对于本专利技术的罐而言，在将所述间隙的最小值设为Lmin(mm)、将最大值设为Lmax(mm)、将与所述间隙相邻的已含浸树脂的纤维束的平均宽度设为W(mm)时，所述罐满足0≤Lmin/W＜0.5且0.01＜Lmax/W＜0.5的关系。
[0020]优选的是，本专利技术的罐的所述Lmin及W满足0.01＜Lmin/W＜0.5的关系。
[0021]优选的是，本专利技术的罐在卷绕于所述环箍层的相邻的已含浸树脂的纤维束之间无间隙的部位存在一处以上。
[0022]优选的是，本专利技术的罐在所述增强层中包含的所述树脂的重量比例为21％～30％。
[0023]优选的是，本专利技术的罐在所述已含浸树脂的纤维束中包含的树脂的粘度在25℃时为10～150Pa
·
s。
[0024]专利技术效果
[0025]根据本专利技术，能够提供无需以往进行的高精度地配置已含浸树脂的纤维束的作业及对已含浸树脂的纤维束间的间隙进行检测的装置等的价廉的罐。
附图说明
[0026]图1是示出罐的剖视图的一例的概略图。
[0027]图2的(a)是示出罐的环箍层的一例的概略图，(b)是示出罐的螺旋层的一例的概略图。
[0028]图3是示出罐的层叠构成的一例的概略图。
[0029]图4是示出在与内衬接触的环箍层设有纤维束间隙的罐的一例的概略图。
[0030]图5是示出在与内衬接触的环箍层中设有一处以上无纤维束间隙的部位的罐的一例的概略图。
[0031]图6是示出罐的制造工序的一例的概略图。
具体实施方式
[0032]以下依次说明本专利技术的实施方式。本实施方式是实施本专利技术的一例，本专利技术并非限定于本实施例方式。
[0033]本专利技术的罐101是具有作为内壳的内衬102和覆盖内衬102的外表面的增强层103的罐101，增强层103是通过将已含浸树脂的纤维束403连续地卷绕于内衬102的周围而形成的，增强层103由配置在内衬102侧的环箍层201和螺旋层203构成，在卷绕于环箍层201的相
邻的已含浸树脂的纤维束之间设有间隙402，并且在螺旋层203中相邻的已含浸树脂的纤维束403的无间隙地卷绕的部位至少存在一处，构成罐101的树脂的韧性值为1.0MPa
·
m
0.5
以上。
[0034]图1中示出罐101的剖视图。内衬102具有圆筒状的主干部和设置在主干部的两端且与开口部连续设置的穹顶状的镜部。罐101为了保持填充于内部的气体而优选使用具有阻气性的铝、钢铁、树脂等。
[0035]增强层103由通过将已含浸树脂的纤维束连续地卷绕于内衬102的周围而形成的构造形成，能够实现罐101的耐压力。
[0036]另外，增强层103由配置在内衬102侧的环箍层和螺旋层构成。能够通过将环箍层和螺旋层以需要的层数、角度组合而层叠为需要的厚度，从而实现需要的耐压力。在此，对环箍层及螺旋层进行说明。
[0037]图2的(a)示出环箍层201的一例的概略图。环箍层201是将已含浸树脂的纤维束403相对于所述内衬的轴向204以80
°
以上且110
°
以下的角度卷绕并层叠于内衬102的圆筒状的主干部而成。以图2的(a)所示的层叠角度从主干部的一端到另一端卷绕已含浸树脂的纤维束，使覆盖主干部整体的成型图案形成为环箍卷，将其单位设为一层。重复形成环箍卷而得到需要的环箍层厚度。罐的圆周方向202的耐压力由层叠的环箍层201的厚度决定。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.罐，其具有作为内壳的内衬和覆盖所述内衬的外表面的增强层，其中，所述增强层是通过将已含浸树脂的纤维束连续地卷绕于所述内衬的周围而形成的，所述增强层由配置在所述内衬侧的环箍层和螺旋层构成，在卷绕于所述环箍层的相邻的所述已含浸树脂的纤维束之间设有间隙，并且在所述螺旋层中相邻的所述已含浸树脂的纤维束的无间隙地卷绕的部位至少存在一处，构成所述罐的所述树脂的韧性值为1.0MPa
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0.5
以上。2.根据权利要求1所述的罐，其中，所述间隙仅设置于与所述内衬接触的所述环箍层。3.根据权利要求1或2所述的罐，其中，从在卷绕于所述环箍层的相邻的已含浸树脂的纤维束之间设置的间隙露出的面积的总和相对于所述内衬的主干部表面积而言的比率大于0％且小于50％。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：永松大介，大内山直也，松井明彦，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：