[发明专利]高压储罐及其制造方法和高压储罐制造装置

说明书

本发明提供一种能够提高生产效率的高压储罐及其制造方法和该高压储罐的制造装置。高压储罐制造装置(30)具有：送线机构(38)，其送出被缠绕于树脂衬里(12)的增强纤维(36)；和近红外光放射机构(34)，其插入于树脂衬里(12)的内部来放射近红外光。在增强纤维(36)被缠绕于树脂衬里(12)时，增强纤维(36)所含有的近红外光吸收材料(20)吸收从近红外光放射机构(34)放射的近红外光。其结果，形成覆盖树脂衬里(12)且由纤维增强树脂构成的外层(14)。

技术领域

本发明涉及一种内层被由纤维增强树脂构成的外层覆盖的高压储罐及其制造方法、和用于获得该高压储罐的制造装置。

背景技术

高压储罐例如被设置于燃料电池系统，储存供应给阳极的氢气。这种高压储罐将由具有氢气阻隔性的热塑性树脂等构成的树脂衬里作为内层且具有围绕该内层(树脂衬里)的外层。许多情况下，外层由使树脂基体浸渗于增强纤维的纤维增强树脂(FRP)构成。作为增强纤维，一般选择碳纤维。

这种结构的高压储罐例如通过如下方式得到：将浸渗有作为树脂基体的树脂液的增强纤维缠绕在树脂衬里上之后，通过对所述树脂液进行加热使之硬化，来形成纤维增强树脂。所述缠绕也称为纤维缠绕(filament winding)。

最近，提出了一边进行纤维缠绕一边从树脂衬里的中空内部侧进行加热的技术。例如，在日本发明专利公开公报特开2011-136491号中记载了以下技术：通过插入到树脂衬里的中空内部的加热器，来使浸渗于被缠绕在树脂衬里的外部的增强纤维中的树脂液从接近内层侧的一侧向远离内层侧的一侧硬化。

另外，在日本发明专利公开公报特开2014-124901号中公开了以下技术：将浸渗有具有紫外光硬化性的热硬化性树脂的增强纤维缠绕于树脂衬里，从插入到树脂衬里的中空内部的紫外光照射部照射紫外光，并且，从树脂衬里的外部对被缠绕于树脂衬里的增强纤维进行加热。

发明内容

在如日本发明专利公开公报特开2011-136491号中记载的那样通过被设置于树脂衬里内部的加热器对树脂衬里外部的树脂液进行加热的情况下，树脂衬里的温度变得比外部侧的增强纤维及树脂液高。因此，存在导致树脂衬里的热变形的担忧。尤其是，在树脂衬里由聚乙烯树脂构成的情况下，由于耐热温度为100～120℃左右，因此，为了避免树脂衬里的热变形，需要将树脂衬里内部的温度抑制在80℃左右。

因此，作为用于得到树脂液的树脂，需要选择能够在80℃的温度下硬化的树脂。即，选择项较少。另外，这种树脂从进行双组份混合(two-component mixing)到硬化为止的可使用时间(pot life：适用期)大体上较短，不容易长时间保存。因此，必须每次混合浸渗所需量的树脂，较为麻烦。而且，虽然这种树脂的可使用时间短，但是硬化到能够作为高压储罐的外层使用的程度为止需要较长时间。因此，难以提高高压储罐的生产效率。

另外，树脂衬里一般由高密度聚乙烯构成，但高密度聚乙烯难以透射紫外光。因此，如日本发明专利公开公报特开2014-124901号记载的那样使用从树脂衬里内部放射的紫外光使树脂衬里外部的树脂液硬化，必须在树脂液中添加大量的紫外光硬化剂。从这种树脂液得到的树脂基体需要在不易有紫外光照射的环境下管理或使用。由于太阳光中也含有紫外光，因此，例如设想使用遮光片材来覆盖高压储罐的情况等。因此，在该情况下，设备投资和管理成本上涨的问题显著。

本发明的主要目的在于提供一种能够提高生产效率的高压储罐。

本发明的另一目的在于提供一种能够实现管理成本的降低的高压储罐。

本发明的又一目的在于提供一种上述高压储罐的制造方法。

本发明的再一目的在于提供一种能够实现设备投资的降低的高压储罐制造装置。

根据本发明的一实施方式，提供一种具有由树脂衬里构成的内层和由纤维增强树脂构成的外层的高压储罐，所述外层含有近红外光吸收材料。