高壓氣罐的制造方法及其制造裝置制造方法
【專利摘要】熱硬化處理裝置（100）使用在基于FW法的高壓氣罐的制造中。熱硬化處理裝置（100）將外表面上形成有纖維層（21）的罐容器（10）保持成能夠以罐容器（10）的假想中心軸（CX）為中心旋轉(zhuǎn)，該纖維層（21）通過卷繞浸漬有熱硬化性樹脂（22）的碳纖維（20）而成。熱硬化處理裝置（100）通過使罐容器（10）旋轉(zhuǎn)并利用加熱部（120）進(jìn)行加熱，而形成纖維層（21）的熱硬化性樹脂（22）發(fā)生了熱硬化的纖維強(qiáng)化樹脂層（25）。并且，在該加熱中，在多個(gè)階段執(zhí)行用于抑制纖維強(qiáng)化樹脂層（25）中的氣泡的生成的氣泡抑制處理。
【專利說明】高壓氣罐的制造方法及其制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓氣罐。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓氣罐有時(shí)搭載于燃料電池車輛等移動體，被要求其輕量化。作為使高壓氣罐的輕量化的方法，已知有基于纖維纏繞(Filament Winding)法(以下，也稱為“FW法”)的高壓氣罐的制造方法(下述專利文獻(xiàn)I等)。在基于FW法的高壓氣罐的制造方法中，在也被稱為內(nèi)襯的樹脂制的罐容器的外周卷繞浸潰了環(huán)氧樹脂等熱硬化性樹脂的強(qiáng)化纖維，使該強(qiáng)化纖維的熱硬化性樹脂熱硬化，從而形成纖維強(qiáng)化樹脂層。
[0003]然而，在FW法中，存在如下問題:在熱硬化性樹脂的熱硬化的過程中，進(jìn)入到熱硬化性樹脂的內(nèi)部及強(qiáng)化纖維之間的空氣等逐漸向外側(cè)移動，在纖維強(qiáng)化樹脂層的表層產(chǎn)生由氣泡引起的凹凸。當(dāng)在高壓氣罐的表層產(chǎn)生由氣泡引起的凹凸時(shí)，高壓氣罐的尺寸產(chǎn)生誤差，高壓氣罐的組裝性下降。而且，這樣的表層的凹凸會導(dǎo)致高壓氣罐的外觀性的下降。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-223243號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-203496號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-174700號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的在于提供一種減少在高壓氣罐的纖維強(qiáng)化樹脂層的表層上產(chǎn)生的氣泡的技術(shù)。
[0010]本發(fā)明為了解決上述的課題的至少一部分而作出，可以作為以下的方式或應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。
[0011][應(yīng)用例I]
[0012]一種制造方法，是高壓氣罐的制造方法，包括如下工序:
[0013](a)準(zhǔn)備在外表面具有纖維層的罐容器，該纖維層通過卷繞浸潰有熱硬化性樹脂的強(qiáng)化纖維而形成；
[0014](b)執(zhí)行對所述罐容器進(jìn)行加熱使所述熱硬化性樹脂熱硬化而形成纖維強(qiáng)化樹脂層的熱硬化處理，并在多個(gè)階段執(zhí)行用于抑制在所述纖維強(qiáng)化樹脂層中生成氣泡的氣泡抑制處理。
[0015]若為該制造方法，則在用于使熱硬化性樹脂熱硬化的罐容器的加熱中，在多個(gè)階段執(zhí)行氣泡抑制處理，因此能夠更可靠地抑制在纖維強(qiáng)化層中生成氣泡的情況。更具體而言，因此在使熱硬化性樹脂硬化之后，可以省略對纖維強(qiáng)化層的表面進(jìn)行修整的表面處理。
[0016][應(yīng)用例2]
[0017]在應(yīng)用例I記載的制造方法中，所述多個(gè)階段根據(jù)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化而預(yù)先設(shè)定。
[0018]根據(jù)該制造方法，能夠階段性地執(zhí)行與熱硬化處理中的熱硬化性樹脂的粘度的變化對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臍馀菀种铺幚?，從而能夠更有效地抑制氣泡的產(chǎn)生。
[0019][應(yīng)用例3]
[0020]在應(yīng)用例I記載的制造方法中，所述工序(b)包括如下工序:檢測所述熱硬化性樹脂的狀態(tài)，根據(jù)所述狀態(tài)來決定所述氣泡抑制處理的內(nèi)容。
[0021]根據(jù)該制造方法，對應(yīng)于熱硬化處理中的熱硬化性樹脂的狀態(tài)，來適當(dāng)?shù)貨Q定氣泡抑制處理的內(nèi)容，在多個(gè)階段執(zhí)行。因此，會執(zhí)行與熱硬化性樹脂的實(shí)際的狀態(tài)變化對應(yīng)的適當(dāng)處理，從而能夠更有效地抑制氣泡的產(chǎn)生。需要說明的是，“熱硬化性樹脂的狀態(tài)”中包括熱硬化性樹脂的粘度、流動性/流動量、熱硬化性樹脂中的氣泡的產(chǎn)生個(gè)數(shù)及產(chǎn)生尺寸等氣泡的產(chǎn)生程度、通過熱硬化性樹脂而在罐容器的表面上形成的覆膜的厚度等。而且，“氣泡抑制處理的內(nèi)容”中包括氣泡抑制處理的種類、處理時(shí)間、處理的開始時(shí)間、處理所使用的材料及器具等的種類、其他的處理?xiàng)l件。
[0022][應(yīng)用例4]
[0023]在應(yīng)用例廣3中任一應(yīng)用例記載的制造方法中，所述氣泡抑制處理包括第一處理，該第一處理在所述熱硬化性樹脂成為規(guī)定的粘度時(shí)，利用外力使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂從所述罐容器脫落。
[0024]根據(jù)該制造方法，能夠在熱硬化處理中使存在于纖維層的表層的熱硬化性樹脂的量減少，因此能夠減少該表層的熱硬化性樹脂中產(chǎn)生的氣泡的量。
[0025][應(yīng)用例5]
[0026]在應(yīng)用例4記載的制造方法中，所述熱硬化處理包括使加熱中的所述罐容器以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的處理，所述第一處理包括如下處理:在所述熱硬化性樹脂成為作為規(guī)定的粘度的第一粘度時(shí)，使所述罐容器的轉(zhuǎn)速下降，促進(jìn)溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂借助重力從所述纖維層的外表面沿重力方向流動并落下。
[0027]根據(jù)該制造方法，能夠利用重力，高效地使存在于纖維層的表層的熱硬化性樹脂的量減少。
[0028][應(yīng)用例6]
[0029]在應(yīng)用例4或應(yīng)用例5記載的制造方法中，所述第一處理包括如下處理:通過流體的噴射，對溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂施加外力，而使所述熱硬化性樹脂從所述纖維層脫離。
[0030]根據(jù)該制造方法，通過流體的噴射，對熱硬化性樹脂施加外力，從而能夠可靠地減少存在于纖維層的表層的熱硬化性樹脂的量。
[0031][應(yīng)用例7]
[0032]在應(yīng)用例4飛中任一應(yīng)用例記載的制造方法中，所述第一處理包括如下處理:通過將能夠溶解所述熱硬化性樹脂的溶劑涂敷在所述纖維層的表面，而促進(jìn)所述熱硬化性樹脂的流動。
[0033]根據(jù)該制造方法，由于促進(jìn)存在于纖維層的表層的熱硬化性樹脂的流動，因此能夠促進(jìn)熱硬化性樹脂從纖維層的表層脫落。
[0034][應(yīng)用例8][0035]在應(yīng)用例廣7中任一應(yīng)用例記載的制造方法中，所述氣泡抑制處理包括第二處理，該第二處理利用流體的噴射使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂中產(chǎn)生的氣泡破裂。
[0036]根據(jù)該制造方法，通過流體的噴射而直接使熱硬化處理中在纖維層產(chǎn)生的氣泡破裂，因此能夠減少殘留在強(qiáng)化纖維層的表層的氣泡。
[0037][應(yīng)用例9]
[0038]在從屬于應(yīng)用例1~7中任一應(yīng)用例的應(yīng)用例8記載的制造方法中，所述第二處理在開始執(zhí)行所述第一處理之后且在所述熱硬化性樹脂成為比所述第一粘度高的規(guī)定的第二粘度之后執(zhí)行。
[0039]根據(jù)該制造方法，在熱硬化性樹脂具有流動性時(shí)，執(zhí)行利用了該流動性的第一處理，在該流動性下降之后，執(zhí)行使氣泡破裂的第二處理。因此，將與熱硬化性樹脂的粘度的變化對應(yīng)的適當(dāng)?shù)奶幚斫M合，而階段性地執(zhí)行，能更可靠地抑制纖維強(qiáng)化樹脂層中的氣泡的生成。
[0040][應(yīng)用例10]
[0041]在應(yīng)用例廣9中任一應(yīng)用例記載的制造方法中，所述氣泡抑制處理包括第三處理，該第三處理將作為消泡劑的樹脂溶液涂敷在所述熱硬化性樹脂層的表面。
[0042]根據(jù)該制造方法，通過熱硬化處理中的消泡劑的涂敷，能可靠地抑制氣泡的產(chǎn)生。
[0043][應(yīng)用例11]
[0044]在應(yīng)用例10記載的制造方法中，所述第三處理至少在所述熱硬化性樹脂的粘度的變化從下降傾向轉(zhuǎn)移到上升傾向之后的時(shí)間執(zhí)行。
[0045]根據(jù)該制造方法，在熱硬化性樹脂的流動性下降之后，涂敷消泡劑，因此能抑制消泡劑與熱硬化性樹脂一起從纖維層的表面流動并脫落的情況，從而抑制消泡效果降低。
[0046][應(yīng)用例12]
[0047]在應(yīng)用例10或應(yīng)用例11記載的制造方法中，
[0048]所述第三處理在如下時(shí)間執(zhí)行:
[0049](i)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化處于下降傾向時(shí)的第一時(shí)間；
[0050](ii)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化從下降傾向轉(zhuǎn)移到上升傾向之后的第二時(shí)間；
[0051](iii)與所述第二時(shí)間之時(shí)相比所述熱硬化性樹脂的粘度升高之后的第三時(shí)間。
[0052]根據(jù)該制造方法，能夠在熱硬化處理中的適當(dāng)?shù)臅r(shí)間涂敷消泡劑，因此能夠更有效地發(fā)揮消泡劑產(chǎn)生的消泡效果。
[0053][應(yīng)用例13]
[0054]在從屬于應(yīng)用例9的應(yīng)用例10記載的制造方法中，所述第三處理在開始執(zhí)行所述第一處理之后且開始執(zhí)行所述第二處之前的時(shí)間和所述熱硬化性樹脂成為所述第二粘度之后的時(shí)間執(zhí)行。
[0055]根據(jù)該制造方法，能夠?qū)⒌谝惶幚砼c第二處理組合，而在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間執(zhí)行第三處理。因此，能夠更可靠地抑制纖維強(qiáng)化層中的氣泡的生成。
[0056][應(yīng)用例14]
[0057]一種制造裝置，是高壓氣 罐的制造裝置，具備:熱硬化處理部，對在外表面具有纖維層的罐容器進(jìn)行加熱，使熱硬化性樹脂熱硬化而形成纖維強(qiáng)化樹脂層，所述纖維層通過卷繞浸潰有所述熱硬化性樹脂的強(qiáng)化纖維而形成；氣泡抑制處理部，在多個(gè)階段執(zhí)行氣泡抑制處理，該氣泡抑制處理用于在所述熱硬化處理部對所述罐容器進(jìn)行加熱時(shí)抑制在所述纖維強(qiáng)化層中生成氣泡。
[0058]根據(jù)該制造裝置，在基于熱硬化處理部的熱硬化處理中，通過氣泡抑制處理部，在多個(gè)階段執(zhí)行氣泡抑制處理。因此，能夠有效地抑制在罐容器的纖維強(qiáng)化樹脂層生成氣泡。
[0059][應(yīng)用例15]
[0060]在應(yīng)用例14記載的制造裝置中，所述多個(gè)階段根據(jù)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化而預(yù)先設(shè)定。
[0061]根據(jù)該制造裝置，能夠在與熱硬化處理中的熱硬化性樹脂的粘度的變化對應(yīng)的適當(dāng)?shù)碾A段執(zhí)行氣泡抑制處理。
[0062][應(yīng)用例16]
[0063]在應(yīng)用例14記載的制造裝置中，所述熱硬化處理部具備處理決定部，該處理決定部檢測所述熱硬化性樹脂的狀態(tài)，根據(jù)所述狀態(tài)來決定所述氣泡抑制處理的內(nèi)容。
[0064]根據(jù)該制造裝置，在熱硬化處理部中，根據(jù)熱硬化處理中的熱硬化性樹脂的狀態(tài)，適當(dāng)?shù)貨Q定氣泡抑制處理的內(nèi)容，在多個(gè)階段執(zhí)行。因此，會執(zhí)行與熱硬化性樹脂的實(shí)際的狀態(tài)變化對應(yīng)的適當(dāng)?shù)奶幚?，從而能夠更有效地抑制氣泡的產(chǎn)生。 [0065][應(yīng)用例17]
[0066]在應(yīng)用例11~16中的任一應(yīng)用例記載的制造裝置中，所述氣泡抑制處理部執(zhí)行第一處理，該第一處理在所述熱硬化性樹脂成為規(guī)定的粘度時(shí)，利用外力使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂從所述罐容器脫落。
[0067]根據(jù)該制造裝置，能夠使存在于纖維層的表層的熱硬化性樹脂的量在基于熱硬化處理部的熱硬化處理的執(zhí)行中減少，因此能夠減少在該表層的熱硬化性樹脂中產(chǎn)生的氣泡的量。
[0068][應(yīng)用例18]
[0069]在應(yīng)用例11~17中的任一應(yīng)用例記載的制造裝置中，所述氣泡抑制處理部具備執(zhí)行第二處理的流體噴射部，該第二處理利用流體的噴射使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂中產(chǎn)生的氣泡破裂。
[0070]根據(jù)該制造裝置，通過流體的噴射而直接使熱硬化處理中在纖維層產(chǎn)生的氣泡破裂，因此能夠減少殘留在強(qiáng)化纖維層的表層的氣泡。
[0071][應(yīng)用例19]
[0072]在應(yīng)用例11~18中的任一應(yīng)用例記載的制造裝置中，所述氣泡抑制處理部具備執(zhí)行第三處理的消泡劑涂敷部，該第三處理將作為消泡劑的樹脂溶液涂敷在所述熱硬化性樹脂層的表面。
[0073]根據(jù)該制造裝置，通過熱硬化處理中的消泡劑的涂敷，能夠可靠地抑制氣泡的產(chǎn)生。
[0074]需要說明的是，本發(fā)明能夠以各種方式實(shí)現(xiàn)，例如，能夠以氣罐的制造方法及制造裝置、用于實(shí)現(xiàn)所述方法或裝置的功能的計(jì)算機(jī)程序、存儲了該計(jì)算機(jī)程序的存儲介質(zhì)等方式來實(shí)現(xiàn)。而且，本發(fā)明能夠以通過上述的氣罐的制造方法及制造裝置而制造的氣罐、具備該氣罐的燃料電池系統(tǒng)等系統(tǒng)、搭載有該氣罐的車輛等方式來實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0075]圖1是表示基于FW法的高壓氣罐的制造工序的步驟的說明圖。
[0076]圖2是用于說明罐容器的準(zhǔn)備工序的示意圖。
[0077]圖3是表示執(zhí)行熱硬化處理的熱硬化處理裝置的結(jié)構(gòu)的簡圖。
[0078]圖4是用于詳細(xì)地說明熱硬化處理中的氣泡的發(fā)生的機(jī)理的示意圖。
[0079]圖5是表示拍攝在樹脂覆膜上產(chǎn)生的氣泡而得到的圖像的說明圖。
[0080]圖6是用于說明熱硬化處理中的厚膜小氣泡和薄膜小氣泡的產(chǎn)生期間的說明圖。
[0081]圖7是用于說明在熱硬化處理裝置中執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間的說明圖。
[0082]圖8是用于說明第一氣泡抑制處理的示意圖。
[0083]圖9是用于說明在第一氣泡抑制處理中執(zhí)行的基于噴氣部的處理的示意圖。
[0084]圖10是用于說明第二氣泡抑制處理的示意圖。
[0085]圖11是用于說明由氣泡抑制處理產(chǎn)生的罐容器表層的狀態(tài)的變化的說明圖。
[0086]圖12是表示作為另一結(jié)構(gòu)例的熱硬化處理裝置的結(jié)構(gòu)的簡圖。
[0087]圖13是表示作為第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置的結(jié)構(gòu)的簡圖。
[0088]圖14是用于說明在第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置中執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間的說明圖。
[0089]圖15是用于說明第二實(shí)施例的氣泡抑制處理產(chǎn)生的罐容器表層的狀態(tài)的變化的說明圖。
[0090]圖16是表示作為第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置的結(jié)構(gòu)的簡圖。
[0091]圖17是用于說明在第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置中執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0092]A.第一實(shí)施例:
[0093]圖1是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施例的基于纖維纏繞法的高壓氣罐的制造工序的步驟的流程圖。在本實(shí)施例的制造工序中，作為第一工序，準(zhǔn)備構(gòu)成高壓氣罐的主體部的也被稱為“內(nèi)襯”的罐容器(步驟S10)。需要說明的是，在該工序中，如后所述，在罐容器的外表面上，通過浸潰有熱硬化性樹脂的強(qiáng)化纖維來形成纖維層。
[0094]在第二工序中，執(zhí)行如下的熱硬化處理:對形成有纖維層的罐容器進(jìn)行加熱，使纖維層中的熱硬化性樹脂熱硬化，將纖維層形成為纖維強(qiáng)化樹脂層(步驟S20)。而且，在第二工序中，在熱硬化處理的執(zhí)行中，執(zhí)行用于抑制纖維強(qiáng)化樹脂層中生成氣泡的情況的氣泡抑制處理。需要說明的是，該氣泡抑制處理中，在根據(jù)熱硬化性樹脂的粘度而預(yù)先設(shè)定的多個(gè)階段，開始執(zhí)行不同的內(nèi)容的處理，但其詳細(xì)情況如后所述。在第三工序中，在罐容器上安裝規(guī)定的金屬零件等部件(步驟S30)。由此，完成高壓氣罐。
[0095]圖2k?圖2C是表示第一工序即罐容器的準(zhǔn)備工序的一例的示意圖。圖2A是表示形成纖維層之前的罐容器10的示意圖。罐容器10是中空的容器，其具有大致圓筒狀的缸部11和設(shè)置在該缸部11的兩端的大致半球狀的圓頂部13。罐容器10例如由尼龍系樹脂等樹脂構(gòu)成。
[0096]在此，兩個(gè)圓頂部13的頂部分別存在于罐容器10的同一中心軸CX (單點(diǎn)劃線所圖示)上。在各圓頂部13的頂部上，在第三工序(圖1的步驟S30)中設(shè)有安裝配管和閥的管頭部14。需要說明的是，罐容器10既可以具有其他的形狀，也可以由其他的構(gòu)件構(gòu)成。
[0097]圖2B是表示在罐容器10的外表面卷繞碳纖維20而形成纖維層21的工序的示意圖。圖2C是表示形成了纖維層21之后的罐容器10的示意圖。本實(shí)施例的制造工序中，在罐容器10的準(zhǔn)備工序中，卷繞作為強(qiáng)化纖維的碳纖維20，而形成對缸部11及圓頂部13的外表面進(jìn)行覆蓋的纖維層21。在碳纖維20中預(yù)先浸潰有作為熱硬化性樹脂的環(huán)氧樹脂。需要說明的是，碳纖維20的卷繞通過將所謂環(huán)箍卷繞和螺旋卷繞組合來進(jìn)行。
[0098]圖3是表示執(zhí)行第二工序的熱硬化處理和氣泡抑制處理的熱硬化處理裝置100的結(jié)構(gòu)的簡圖。熱硬化處理裝置100具備控制部101、基臺110、加熱部120、噴氣部130?？刂撇?01能夠由具備主存儲裝置和中央處理裝置的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，對以下說明的熱硬化處理裝置100的各結(jié)構(gòu)部進(jìn)行控制。
[0099]基臺110具有罐安裝部111、112，所述罐安裝部111、112是以使罐容器10能夠以罐容器10的中心軸CX為中心且以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的方式從兩端保持罐容器10的軸。而且，基臺110具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部113，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部113基于控制部101的指令，而經(jīng)由罐安裝部111、112對罐容器10施加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。
[0100]加熱部120以能夠?qū)⒔柚D(zhuǎn)驅(qū)動部113進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的罐容器10的整體加熱至規(guī)定的溫度(例如約130°C左右)的方式設(shè)置。噴氣部130具備輸出壓縮空氣的泵131和將泵131輸出的壓縮空氣朝向罐容器10噴出的多個(gè)噴嘴132。各噴嘴132經(jīng)由配管133而與泵131并聯(lián)連接。噴氣部130使用于氣泡抑制處理，其詳細(xì)情況如后所述。
[0101]熱硬化處理裝置100通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部113使安裝在罐安裝部111、112上的罐容器10以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并通過加熱部120加熱約7?8個(gè)小時(shí)左右，而作為熱硬化處理。由此，使浸潰于碳纖維20的熱硬化性樹脂熱硬化。在此，在熱硬化處理時(shí)，在纖維層21的熱硬化性樹脂中有時(shí)會產(chǎn)生氣泡。以下，詳細(xì)說明熱硬化處理中的纖維層20的變化和氣泡的產(chǎn)生。
[0102]圖4A、圖4B是用于詳細(xì)說明熱硬化處理中的氣泡的產(chǎn)生的機(jī)理的示意圖。圖4A示意性地圖示熱硬化處理前的罐容器10的簡要截面，圖4B示意性地圖示熱硬化處理中的罐容器10的簡要截面。在熱硬化處理前的罐容器10的纖維層21中，碳纖維20以緊密的狀態(tài)重疊地卷繞(圖4A)。
[0103]在熱硬化處理中開始罐容器10的加熱時(shí)，浸潰在碳纖維20中的熱硬化性樹脂22的粘度下降而開始流動，向碳纖維20的外側(cè)滲出(圖4B)。然后，伴隨著熱硬化性樹脂22的流動，纖維層21中的碳纖維20的張力下降，碳纖維20之間的間隙增大。熱硬化性樹脂22開始從這種碳纖維20的間隙向纖維層21的外表面?zhèn)?表層側(cè))滲出。
[0104]這樣，在纖維層21的表層形成由熱硬化性樹脂22形成的樹脂覆膜23。然后，由于加熱部120進(jìn)行的加熱繼續(xù)，而熱硬化性樹脂22的交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)展，纖維層21的熱硬化性樹脂22發(fā)生硬化。以后，將熱硬化性樹脂22硬化后的纖維層21稱為“纖維強(qiáng)化樹脂層25”。
[0105]然而，在碳纖維20的卷繞時(shí)進(jìn)入到碳纖維20之間的空氣、原本與熱硬化性樹脂22一起進(jìn)入到碳纖維20中的空氣等存在于罐容器10上形成的纖維層21。在上述的熱硬化處理工序中，在熱硬化性樹脂22硬化之前的具有流動性的狀態(tài)時(shí)，通過這樣的空氣，而在熱硬化性樹脂22中產(chǎn)生氣泡26，該氣泡26向纖維層21的表面上形成的樹脂覆膜23的外表面析出。
[0106]圖5A、圖5B是拍攝向樹脂覆膜23的外表面析出的氣泡26而得到的圖像。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了在樹脂覆膜23產(chǎn)生的氣泡26能夠分類成圖5A、圖5B所示的兩種氣泡的情況。圖5A的氣泡是尺寸比較小且膜厚較厚的氣泡，呈串狀密集地產(chǎn)生。另一方面，圖5B的氣泡是尺寸比較大且膜厚較薄的氣泡。以后，在本說明書中，將圖5A的類型的氣泡稱為“厚膜小氣泡”，將圖5B的類型的氣泡稱為“薄膜大氣泡”。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了所述厚膜小氣泡和薄膜小氣泡在熱硬化處理中產(chǎn)生的期間分別不同。
[0107]圖6是用于說明熱硬化處理中的厚膜小氣泡和薄膜小氣泡的產(chǎn)生期間的說明圖。圖6圖示了本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)得到的、表示熱硬化處理中的罐容器10的溫度(罐溫度)的變化與熱硬化性樹脂22的粘度(樹脂粘度)的變化的關(guān)系的坐標(biāo)圖。圖6的坐標(biāo)圖中，橫軸為熱硬化處理開始后的經(jīng)過時(shí)間，兩個(gè)縱軸分別為罐溫度及樹脂粘度，表示罐溫度的時(shí)間變化的坐標(biāo)圖GT由實(shí)線表示，表示樹脂粘度的時(shí)間變化的坐標(biāo)圖GV由虛線圖示。
[0108]在熱硬化處理的初期階段(計(jì)測開始時(shí)刻t0?時(shí)刻tl之間)，伴隨著罐溫度上升，而樹脂粘度下降。并且，樹脂粘度在時(shí)刻tl到達(dá)最小值Vmin，然后，開始上升。S卩，從時(shí)刻11開始，熱硬化性樹脂22通過交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)展而開始熱硬化。在時(shí)刻11之后，樹脂粘度的坐標(biāo)圖GV向下描繪出凸的曲線而上升。需要說明的是，罐溫度在時(shí)刻tl以后，也繼續(xù)大致以恒定斜率上升，在時(shí)刻t5的附近到達(dá)最大值Tmax，在加熱結(jié)束的時(shí)刻t6之前，保持最大值 Tmax0
[0109]在此，在從熱硬化性樹脂22的粘度開始下降時(shí)到熱硬化性樹脂22的粘度開始上升之后不久的時(shí)刻t2為止的期間，熱硬化性樹脂22向纖維層21的表層滲出，而形成樹脂覆膜23。以后，將該期間也稱為“樹脂覆膜形成期間”。而且，從熱硬化性樹脂22的滲出大致結(jié)束而樹脂覆膜23大致形成結(jié)束后的時(shí)刻t3開始，熱硬化性樹脂22的流動性開始顯著下降，在時(shí)刻t5，熱硬化性樹脂22成為大致不流動的狀態(tài)。以后，將該時(shí)刻t3、5的期間也稱為“樹脂流動性下降期間”。
[0110]圖5A所示的厚膜小氣泡在從熱硬化性樹脂22的粘度最低的時(shí)刻tl的附近開始到罐容器10的溫度成為最大的時(shí)刻t5的附近之間的期間產(chǎn)生。并且，厚膜小氣泡在進(jìn)入到樹脂流動性下降期間不久之后的時(shí)刻t4到時(shí)刻t5之間特別多地產(chǎn)生。即，厚膜小氣泡是粘度一旦下降至大致液狀的熱硬化性樹脂22再次凝膠化之后產(chǎn)生的氣泡，可以說是在向樹脂覆膜23析出之后，容易原封不動地殘留至熱硬化處理結(jié)束為止的強(qiáng)度高的氣泡。
[0111]另一方面，圖5B所示的薄膜大氣泡在從熱硬化性樹脂22的粘度開始下降時(shí)到熱硬化性樹脂22大致不再流動的時(shí)刻t5的附近產(chǎn)生，尤其是在熱硬化性樹脂22的粘度低的狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生。薄膜大氣泡的強(qiáng)度比薄膜小氣泡的強(qiáng)度低，但尺寸大，因此破泡的痕跡容易殘留于樹脂覆I旲23。
[0112]在未除去厚膜小氣泡及薄膜大氣泡那樣的移動至樹脂覆膜23而析出的氣泡26時(shí)，在纖維強(qiáng)化樹脂層25的外表面會產(chǎn)生由氣泡26引起的凹凸。這樣的凹凸成為引起高壓氣罐的組裝性的下降和高壓氣罐的外觀性的下降的原因。因此，在本實(shí)施例的熱硬化處理裝置100中，執(zhí)行以下說明的氣泡抑制處理。[0113]圖7是用于說明在本實(shí)施例的熱硬化處理裝置100中執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間的說明圖。圖7除了追加與執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間相關(guān)的標(biāo)記這一點(diǎn)以外，與圖6大致相同。在本實(shí)施例的熱硬化處理裝置100中，作為氣泡抑制處理，在不同的階段執(zhí)行兩種處理(第一和第二氣泡抑制處理)。
[0114]圖7中利用箭頭來圖示適合于開始執(zhí)行第一氣泡抑制處理的時(shí)間帶。而且，圖7中利用箭頭來圖示適合于執(zhí)行第二氣泡抑制處理的期間。第一氣泡抑制處理優(yōu)選在熱硬化性樹脂22的粘度成為最低的時(shí)刻tl的附近的期間開始。而且，第二氣泡抑制處理優(yōu)選在厚膜小氣泡較多產(chǎn)生的時(shí)刻t4、5之間執(zhí)行。以下，說明第一和第二氣泡抑制處理的處理內(nèi)容。
[0115]圖8是用于說明第一氣泡抑制處理的示意圖。圖8在紙面左側(cè)和紙面右側(cè)分別示意性地表示與中心軸CX垂直的任意的剖切面上的、罐容器10的缸部11的簡要剖視圖。圖8的紙面左側(cè)是開始執(zhí)行第一氣泡抑制處理前的狀態(tài)，圖8的紙面右側(cè)表示開始執(zhí)行第一氣泡抑制處理后的狀態(tài)。而且，圖8圖示了表示重力方向的箭頭G。
[0116]在熱硬化處理裝置100中，隨著熱硬化處理的開始，而使罐容器10以中心軸CX為中心以規(guī)定的轉(zhuǎn)速V。旋轉(zhuǎn)。在熱硬化處理裝置100中，通過該罐容器10的旋轉(zhuǎn)，抑制在對于罐容器10的加熱溫度中產(chǎn)生不均的情況。需要說明的是，此時(shí)的轉(zhuǎn)速Vtl (以后，也稱為“初期設(shè)定速度V，)優(yōu)選為流動化的熱硬化性樹脂22未從罐容器10飛散的程度的速度。
[0117]在熱硬化處理裝置100中，在時(shí)刻tl的附近的期間(圖7)，作為第一氣泡抑制處理，使罐容器10的轉(zhuǎn)速從初期設(shè)定速度Vtl向轉(zhuǎn)速V1 (VPV1)下降(圖8)。在此，在時(shí)刻tl的附近的期間，通過流動性變高的狀態(tài)的熱硬化性樹脂22而在纖維層21的表層形成樹脂覆膜23。在該狀態(tài)時(shí)，開始使罐容器10的轉(zhuǎn)速下降的速度控制，使罐容器10的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力下降，由此，向樹脂覆膜23的熱硬化性樹脂22施加的外力沿重力方向集中。因此，樹脂覆膜23上的熱硬化性樹脂22沿重力方向流動而被促進(jìn)從罐容器10脫落。
[0118]如此，根據(jù)第一氣泡抑制處理，能夠減少構(gòu)成樹脂覆膜23的熱硬化性樹脂22的量，能夠減少樹脂覆膜23上的氣泡26的產(chǎn)生區(qū)域。因此，執(zhí)行第一氣泡抑制處理后，抑制了纖維層21的表層上的氣泡26的產(chǎn)生。
[0119]需要說明的是，在該第一氣泡抑制處理的轉(zhuǎn)速控制中，也可以執(zhí)行使控制后的轉(zhuǎn)速V1暫時(shí)為O的、即使罐容器10的旋轉(zhuǎn)間歇性地停止的控制。而且，在該第一氣泡抑制處理的速度控制中，控制后的轉(zhuǎn)速V1也可以不保持為恒定的速度，也可以以比初期速度Vtl低的值變動。
[0120]圖9A是用于說明在第一氣泡抑制處理中執(zhí)行的基于噴氣部130 (圖3)進(jìn)行的處理的示意圖。圖9A中圖示了與圖8的紙面右側(cè)同樣的、執(zhí)行轉(zhuǎn)速的控制處理之后的罐容器10的簡要截面，且示意性地圖示了噴氣部130的噴嘴132將空氣噴到罐容器10上的狀態(tài)。[0121 ] 在第一氣泡抑制處理中，為了使熱硬化性樹脂22從罐容器10可靠地脫落，而優(yōu)選執(zhí)行上述的轉(zhuǎn)速的控制處理，并執(zhí)行噴氣部130對罐容器10的空氣(壓縮空氣)的噴出。具體而言，噴氣部130對于從罐容器10垂下的熱硬化性樹脂22的流動體，執(zhí)行空氣的噴出。更具體而言，噴氣部130也可以在罐容器10的重力方向下側(cè)，沿著罐容器10的缸部11的側(cè)壁面，從噴嘴132噴射壓縮空氣。
[0122]由此，從罐容器10沿重力方向垂下的熱硬化性樹脂22的液滴借助空氣的噴流而被噴飛，使熱硬化性樹脂22從罐容器10可靠地脫落。需要說明的是，噴氣部130執(zhí)行空氣的噴出的時(shí)間只要是執(zhí)行罐容器10的轉(zhuǎn)速減少控制時(shí)或其以后即可。而且，空氣的噴出既可以在規(guī)定的期間持續(xù)執(zhí)行，也可以將瞬間的空氣的噴射分成任意的次數(shù)而執(zhí)行多次。
[0123]圖9B、圖9C是用于說明第一氣泡抑制處理中的噴氣部130的處理的另一例的示意圖。圖9B、圖9C除了噴氣部130的噴嘴132的個(gè)數(shù)及配置位置不同這一點(diǎn)以外，與圖9A大致相同。噴氣部130對罐容器IO的空氣的噴出也可以除了圖9A中說明的空氣的噴出之外或改換圖9A中說明的空氣的噴出，而執(zhí)行以下那樣的空氣的噴出。
[0124]噴氣部130也可以如圖9B的例子那樣在罐容器10的缸部11的外周附近，朝向重力方向下側(cè)噴出空氣，促進(jìn)熱硬化性樹脂22的向重力方向的流動。這種情況下，用于促進(jìn)熱硬化性樹脂22的流動的噴嘴132只要以其開口方向朝向重力方向下側(cè)且空氣的噴流與罐容器10的至少一部分干涉的方式配置即可。
[0125]另外，噴氣部130也可以如圖9C的例子所示，在罐容器10的下側(cè)，從相互對置的兩方向噴出空氣。更具體而言，也可以在罐容器10的下側(cè)以開口方向交叉的方式，通過在罐容器10的下側(cè)相互對置配置的噴嘴132噴出空氣。通過該空氣的噴出，使熱硬化性樹脂22集中在罐容器10的重力方向下側(cè)的部位，從而能夠促進(jìn)熱硬化性樹脂22從罐容器10的脫落。
[0126]如此，第一氣泡抑制處理在熱硬化性樹脂22成為可流動的規(guī)定的粘度時(shí)，利用外力，使向纖維層21的表層滲出的熱硬化性樹脂22從罐容器10脫落。由此，使樹脂覆膜23上的熱硬化性樹脂22的量減少，從而減少在罐容器10的表層上產(chǎn)生的氣泡26的量。
[0127]圖10是用于說明第二氣泡抑制處理的示意圖。圖10除了示意性地表示氣泡26在樹脂覆膜23上產(chǎn)生的形態(tài)這一點(diǎn)、及噴氣部130的噴嘴132的個(gè)數(shù)和配置位置不同這一點(diǎn)以外，與圖9A大致相同。在第二氣泡抑制處理中，繼續(xù)與第一氣泡抑制處理同樣的處理，并執(zhí)行通過噴氣部130的空氣的噴出而使樹脂覆膜23上產(chǎn)生的氣泡26破裂的破泡處理。
[0128]此外，在第二氣泡抑制處理中使用的噴嘴132以朝向罐容器10的外表面開口的方式配置。而且，在第二氣泡抑制處理中使用的噴嘴132的開口直徑也可以比在第一氣泡抑制處理中使用的噴嘴132的開口直徑縮小。
[0129]如圖7中說明那樣，第二氣泡抑制處理在氣泡26中的厚膜小氣泡較多地產(chǎn)生的期間(時(shí)刻t4?t5之間)執(zhí)行。在第二氣泡抑制處理中，通過噴氣部130進(jìn)行的空氣的噴出，而使在樹脂覆膜23上產(chǎn)生的氣泡26破裂。而且，在第二氣泡抑制處理中，持續(xù)執(zhí)行與在圖8、圖9中說明的第一氣泡抑制處理同樣的處理，由此使熱硬化性樹脂22與在樹脂覆膜23上產(chǎn)生的氣泡26 —起從罐容器10脫落。
[0130]需要說明的是，第二氣泡抑制處理中的破泡用的空氣的噴出只要是在上述的厚膜小氣泡較多產(chǎn)生的期間(時(shí)刻t4、5之間)即可，也可以在任意的時(shí)間執(zhí)行任意的次數(shù)。例如，破泡用的空氣的噴出在上述的期間內(nèi)，既可以以恒定的周期執(zhí)行，也可以在每當(dāng)檢測出氣泡26的產(chǎn)生時(shí)執(zhí)行。
[0131]在第二氣泡抑制處理中，可以省略與第一氣泡抑制處理同樣的、罐容器10的轉(zhuǎn)速的控制處理、及熱硬化性樹脂22的脫落促進(jìn)用的空氣的噴出。而且，與所述第一氣泡抑制處理同樣的處理可以僅在執(zhí)行第二氣泡抑制處理的期間(時(shí)刻t4、5之間)的前半階段執(zhí)行，而在熱硬化性樹脂22的流動性顯著下降的后半階段結(jié)束執(zhí)行。[0132]圖11是用于說明本實(shí)施例的氣泡抑制處理產(chǎn)生的罐容器10的表層的狀態(tài)的變化的說明圖。圖1lA是省略第一和第二氣泡抑制處理而執(zhí)行了熱硬化處理后的罐容器10的表層的圖像，圖1lB是在執(zhí)行熱硬化處理中執(zhí)行了第一和第二氣泡抑制處理時(shí)的罐容器10的表層的圖像。
[0133]如所述圖像所示，通過第一和第二氣泡抑制處理，減少了罐容器10的外表面上的氣泡26引起的凹凸。尤其是在本實(shí)施例的氣泡抑制處理中，通過空氣的噴流而使氣泡26破裂的第二氣泡抑制處理在厚膜小氣泡較多產(chǎn)生的期間內(nèi)執(zhí)行，因此強(qiáng)度比較高的厚膜小氣泡顯著減少。
[0134]如此，在本實(shí)施例的熱硬化處理裝置100中，在熱硬化性樹脂22的熱硬化處理的期間，第一和第二氣泡抑制處理分別在適當(dāng)?shù)碾A段執(zhí)行，能可靠地抑制纖維強(qiáng)化樹脂層25中的氣泡26的生成。因此，能抑制在罐容器10的外表面產(chǎn)生由氣泡26引起的凹凸。
[0135]圖12是表示作為第一實(shí)施例中的熱硬化處理裝置100的另一結(jié)構(gòu)例的熱硬化處理裝置IOOa的結(jié)構(gòu)的簡圖。圖12除了追加溶劑噴出部140這一點(diǎn)以外，與圖3大致相同。溶劑噴出部140具備:填充有能夠使熱硬化性樹脂22溶解的溶劑的溶劑罐141 ;用于將溶劑罐141的溶劑向罐容器10整體噴霧的多個(gè)噴嘴142 ;將各噴嘴142和溶劑罐141連接的配管143。
[0136]該結(jié)構(gòu)例中的熱硬化處理裝置IOOa在執(zhí)行第一和第二氣泡抑制處理時(shí)，通過溶劑噴出部140，向罐容器10的外表面將熱硬化性樹脂22的溶劑噴霧。由此，能夠使樹脂覆膜23上的熱硬化性樹脂22溶解，增大其流動性，從而能夠更可靠地執(zhí)行第一氣泡抑制處理中的熱硬化性樹脂22的流動/脫落、第二氣泡抑制處理中的氣泡26的破裂。需要說明的是，溶劑噴出部140進(jìn)行的溶劑的噴霧可以僅在第一和第二氣泡抑制處理中的一方執(zhí)行，也可以在第一和第二氣泡抑制處理這雙方執(zhí)行。
[0137]B.第二實(shí)施例:
[0138]圖13是表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置100A的結(jié)構(gòu)的簡圖。圖13除了改換噴氣部130而設(shè)有消泡劑涂敷部150這一點(diǎn)以外，與圖3大致相同。在該第二實(shí)施例中，除了以下說明的幾點(diǎn)以外，利用與第一實(shí)施例中說明的工序同樣的工序，制造高壓氣罐(圖1)。第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置100A執(zhí)行的熱硬化處理除了氣泡抑制處理的處理內(nèi)容不同這一點(diǎn)以外，與第一實(shí)施例的熱硬化處理裝置100執(zhí)行的熱硬化處理相同。
[0139]第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置100A的消泡劑涂敷部150具備:填充有作為消泡劑發(fā)揮功能的樹脂溶液的消泡劑罐151 ;用于涂敷消泡劑的多個(gè)噴霧噴嘴152 ;將各噴霧噴嘴152與消泡劑罐151連接的配管153。需要說明的是，作為向消泡劑罐151填充的消泡劑，例如，可以使用娃樹脂系的樹脂溶液。
[0140]在第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置100A中，作為在熱硬化處理中執(zhí)行的氣泡抑制處理，執(zhí)行消泡劑向罐容器10的涂敷。通過該熱硬化處理中的消泡劑的涂敷，而促進(jìn)向樹脂覆膜23的表層析出的氣泡26的破裂。而且，通過使消泡劑中包含的樹脂成分硬化，而提高纖維層21的表面的平滑性。需要說明的是，該消泡劑的涂敷引起的氣泡26的破裂在能夠使破泡的痕跡不顯眼這一點(diǎn)上，對于薄膜大氣泡尤其有效。
[0141]圖14是用于說明在第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置100A中執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間的說明圖。圖14除了與執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間相關(guān)的標(biāo)記不同這一點(diǎn)以外，與圖7大致相同。在第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置IOOA中，在以下說明的熱硬化處理執(zhí)行中的3個(gè)不同的適當(dāng)期間執(zhí)行作為氣泡抑制處理的消泡劑的涂敷。
[0142]第一消泡劑涂敷處理優(yōu)選在時(shí)刻tl之前的期間執(zhí)行，即，在熱硬化處理開始之后、熱硬化性樹脂22的粘度開始下降的、熱硬化性樹脂22的流動性比較低的期間執(zhí)行。更具體而言，第一消泡劑涂敷處理優(yōu)選在熱硬化性樹脂22開始向纖維層21的表層滲出的初期階段(樹脂覆膜形成期間的前半段)執(zhí)行。由此，能夠使在熱硬化處理的初期階段產(chǎn)生的薄膜大氣泡等氣泡在向樹脂覆膜23析出的早期階段破裂，能夠抑制氣泡在樹脂覆膜23的表層較大地成長的情況。
[0143]第二消泡劑涂敷處理優(yōu)選在時(shí)刻t2的附近的期間執(zhí)行，即，在熱硬化性樹脂22的粘度變?yōu)樽畹椭?時(shí)刻tl之后)且熱硬化性樹脂22向纖維層21的表層的滲出大致結(jié)束之前的期間執(zhí)行。在此，在第二消泡劑涂敷處理之前，在第一消泡劑涂敷處理中涂敷的消泡劑可能伴隨著熱硬化性樹脂22的粘度的下降，而與熱硬化性樹脂22的流動體一起從罐容器10脫落。然而，在該第二消泡劑涂敷處理中，通過向罐容器10的表面追加投入消泡劑，而能夠彌補(bǔ)因消泡劑的脫落引起的氣泡抑制效果及樹脂覆膜23表面的平滑性提高效果的下降。
[0144]第三消泡劑涂敷處理優(yōu)選在時(shí)刻t3、5之間的期間執(zhí)行，即，在熱硬化性樹脂22的粘度開始上升之后、熱硬化性樹脂22大致不再流動之前的期間執(zhí)行。在該期間，隨著時(shí)間的經(jīng)過，熱硬化性樹脂22的粘度升高，因此涂敷的消泡劑成分在樹脂覆膜23中進(jìn)行流動/擴(kuò)散的情況逐漸被抑制，消泡劑產(chǎn)生的氣泡抑制效果下降。
[0145]因此，在該第三消泡劑涂敷處理中，在樹脂覆膜23中氣泡26析出的部位局部性地涂敷大量的消泡劑，由此可靠地使向樹脂覆膜23析出的氣泡26破裂。需要說明的是，第三消泡劑涂敷處理中的消泡劑的涂敷可以對光學(xué)性地檢測出氣泡26的部位執(zhí)行，也可以對氣泡26產(chǎn)生的可能性高的區(qū)域在任意的時(shí)間執(zhí)行。
[0146]圖15是用于說明第二實(shí)施例的氣泡抑制處理產(chǎn)生的罐容器10的表層的狀態(tài)的變化的說明圖。圖15A是省略基于消泡劑的氣泡抑制處理而執(zhí)行了熱硬化處理之時(shí)的罐容器10的表層的圖像，圖15A是在熱硬化處理中，執(zhí)行了基于上述3階段的消泡劑涂敷的氣泡抑制處理時(shí)的罐容器10的表層的圖像。如所述圖像所示，通過第二實(shí)施例的氣泡抑制處理，來抑制罐容器10的外表面上的由氣泡26引起的凹凸的產(chǎn)生。尤其是在該第二實(shí)施例的氣泡抑制處理中，在罐容器10的表層減少了薄膜大氣泡破裂后的痕跡。
[0147]然而，消泡劑可以與熱硬化性樹脂22 —起預(yù)先浸潰在向罐容器10卷繞之前的碳纖維20中。然而，為了僅通過預(yù)先浸潰在碳纖維20中的消泡劑來得到圖15的圖像所示那樣的氣泡抑制效果，而需要大量地混入消泡劑。大量的消泡劑向熱硬化性樹脂22的混入可能會導(dǎo)致纖維強(qiáng)化樹脂層25的強(qiáng)度的下降。
[0148]然而，如第二實(shí)施例的氣泡抑制處理那樣，在熱硬化處理中，在多個(gè)階段在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間涂敷消泡劑時(shí)，能夠以少量的消泡劑，得到所希望的氣泡抑制效果。因此，能夠抑制消泡劑的使用引起的纖維強(qiáng)化樹脂層25的強(qiáng)度的下降，此外，能夠抑制FW法引起的高壓氣罐的制造成本的增大。而且，如上所述，通過涂敷在表面上的消泡劑的樹脂成分的硬化，而能夠提高纖維強(qiáng)化樹脂層25的表面的平滑性。
[0149]C.第三實(shí)施例:[0150]圖16是表示作為第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B的結(jié)構(gòu)的簡圖。圖16除了追加噴氣部130這一點(diǎn)以外，與圖13大致相同。在該第三實(shí)施例中，除了以下說明的幾點(diǎn)以外，利用與在第二實(shí)施例中說明的工序同樣的工序，制造高壓氣罐(圖1)。需要說明的是，第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B執(zhí)行的熱硬化處理除了與氣泡抑制處理的處理內(nèi)容不同這一點(diǎn)以外，與第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置100A執(zhí)行的熱硬化處理相同。而且，第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B的噴氣部130是與在第一實(shí)施例中說明的噴氣部130同樣的結(jié)構(gòu)。
[0151]在此，在第一實(shí)施例的熱硬化處理裝置100中，執(zhí)行如下的氣泡抑制處理:在規(guī)定的時(shí)間階段性地執(zhí)行罐容器10的轉(zhuǎn)速的控制和噴氣部130進(jìn)行的空氣的噴出。該氣泡抑制處理尤其對于厚膜小氣泡的抑制來說有效。另一方面，在第二實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B中，執(zhí)行在熱硬化處理中遍及多個(gè)階段涂敷消泡劑的氣泡抑制處理。該氣泡抑制處理尤其對于減少薄膜大氣泡的痕跡是有效的。
[0152]在第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B中，通過在多個(gè)階段執(zhí)行將在第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中分別執(zhí)行的氣泡抑制處理組合后的處理，來有效地抑制厚膜小氣泡及薄膜小氣泡這兩者的產(chǎn)生。具體而言，如以下那樣執(zhí)行氣泡抑制處理。
[0153]圖17是用于說明在第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B中執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間的說明圖。圖17除了與執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間相關(guān)的標(biāo)記不同這一點(diǎn)以外，與圖14大致相同。在第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B中，分別在熱硬化處理中的不同的階段執(zhí)行三種不同的處理內(nèi)容的氣泡抑制處理。
[0154]作為第一階段的氣泡抑制處理，在與第一實(shí)施例中說明的期間同樣的適當(dāng)期間開始與在第一實(shí)施例中說明的第一氣泡抑制處理同樣的、使樹脂覆膜23的熱硬化性樹脂22減少的處理。具體而言，在熱硬化性樹脂22的粘度最低的時(shí)刻tl的附近，使罐容器10的轉(zhuǎn)速相比初期設(shè)定速度Vtl下降的轉(zhuǎn)速控制和噴氣部130進(jìn)行的空氣的噴出作為第一階段的氣泡抑制處理而開始。由此，樹脂覆膜23的熱硬化性樹脂22的量減少，能抑制氣泡26的產(chǎn)生。
[0155]接下來，作為第二階段的氣泡抑制處理，在與第二實(shí)施例中說明的期間同樣的適當(dāng)期間執(zhí)行與在第二實(shí)施例中說明的第二消泡劑涂敷處理同樣的、對于罐容器10的外表面的消泡劑的涂敷處理。具體而言，第二階段的氣泡抑制處理在時(shí)刻t2的附近的期間執(zhí)行，即，在熱硬化性樹脂22的粘度最低的時(shí)刻tl之后且在熱硬化性樹脂22向纖維層21的表層的滲出大致結(jié)束之前的期間執(zhí)行。需要說明的是，在執(zhí)行該第二階段的氣泡抑制處理的期間，也可以持續(xù)執(zhí)行作為第一階段的氣泡抑制處理的罐容器10的轉(zhuǎn)速控制、向罐容器10的空氣的噴出。
[0156]此外，作為第三階段的氣泡抑制處理，執(zhí)行與在第一實(shí)施例中說明的第二氣泡抑制處理同樣的處理和與在第二實(shí)施例中說明的第三消泡劑涂敷處理同樣的處理。具體而言，作為第三階段的氣泡抑制處理，執(zhí)行噴氣部130進(jìn)行的空氣的噴出引起的破泡和消泡劑涂敷部150的消泡劑的局部的涂敷引起的破泡。該第三階段的氣泡抑制處理在熱硬化性樹脂22的粘度開始上升且熱硬化性樹脂22大致不再流動之前的期間的任意的時(shí)間執(zhí)行。或者該第三階段的氣泡抑制處理也可以在厚膜小氣泡較多產(chǎn)生的期間(時(shí)刻t4、5之間)執(zhí)行。[0157]需要說明的是，在第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B中，也可以在上述的第一階段和第三階段的氣泡抑制處理中，執(zhí)行與圖12中說明的處理同樣的能夠使熱硬化性樹脂22溶解的溶劑的涂敷處理。若執(zhí)行該溶劑的涂敷處理，則能促進(jìn)熱硬化性樹脂22的溶解，因此能夠提高第一階段和第三階段產(chǎn)生的氣泡抑制效果。
[0158]如此，根據(jù)第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B，在熱硬化處理中有效的時(shí)間階段性地執(zhí)行將有效地抑制厚膜小氣泡的產(chǎn)生的處理和有效地抑制薄膜大氣泡的產(chǎn)生的處理組合的處理。因此，若為第三實(shí)施例的熱硬化處理裝置100B，則能夠更有效地抑制熱硬化處理中的罐容器10的表層上的氣泡26的產(chǎn)生。
[0159]D.變形例:
[0160]需要說明的是，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施例及實(shí)施方式，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)能夠以各種方式實(shí)施，例如也能夠進(jìn)行如下的變形。
[0161]Dl.變形例 1:
[0162]在上述實(shí)施例中說明的各氣泡抑制處理也可以在上述實(shí)施例中說明的以外的時(shí)間及期間執(zhí)行。上述的各氣泡抑制處理在對罐容器10進(jìn)行加熱的熱硬化處理中在多個(gè)階段執(zhí)行即可?；蛘呱鲜龅母鳉馀菀种铺幚碓趯奕萜?0進(jìn)行加熱的熱硬化處理中，改變開始執(zhí)行的時(shí)間和處理的內(nèi)容的至少一方而在多個(gè)階段執(zhí)行即可。需要說明的是，如上述實(shí)施例那樣，若在熱硬化處理中執(zhí)行氣泡抑制處理，而抑制樹脂覆膜23上的氣泡26的產(chǎn)生，則在熱硬化處理之后，能夠省略用于對纖維強(qiáng)化樹脂層25的外表面進(jìn)行修整的切削加工等表面加工處理。因此，能夠避免表面加工處理產(chǎn)生的纖維強(qiáng)化樹脂層25的劣化及強(qiáng)度下降，從而能夠減少聞壓氣te的制造成本。
[0163]D2.變形例 2:
[0164]在上述實(shí)施例中，按照根據(jù)熱硬化性樹脂22的粘度的變化而預(yù)先設(shè)定的多個(gè)階段來執(zhí)行氣泡抑制處理。然而，氣泡抑制處理也可以不是按照根據(jù)熱硬化性樹脂22的粘度的變化而預(yù)先設(shè)定的多個(gè)階段執(zhí)行。氣泡抑制處理例如既可以按照根據(jù)熱硬化處理開始后的經(jīng)過時(shí)間而預(yù)先設(shè)定的多個(gè)階段來執(zhí)行，也可以按照根據(jù)熱硬化處理開始后的罐容器
10、熱硬化性樹脂22的溫度變化而預(yù)先設(shè)定的多個(gè)階段來執(zhí)行。而且，氣泡抑制處理也可以在熱硬化處理中按照任意指定的多個(gè)階段來執(zhí)行。
[0165]而且，氣泡抑制處理也可以通過檢測熱硬化性樹脂22的狀態(tài)，根據(jù)該狀態(tài)，決定氣泡抑制處理的種類、開始執(zhí)行氣泡抑制處理的時(shí)間等處理內(nèi)容，然后基于該決定按照多個(gè)階段執(zhí)行。在此，“熱硬化性樹脂22的狀態(tài)”除了熱硬化性樹脂22的粘度的變化之外，還包括熱硬化性樹脂22中產(chǎn)生的氣泡的程度、罐容器10的表層上的熱硬化性樹脂22的流動速度的變化、罐容器10的表層上形成的樹脂覆膜23的厚度等。
[0166]在熱硬化性處理裝置中，例如，既可以光學(xué)性地檢測熱硬化性樹脂22的狀態(tài)，也可以通過使超音波等規(guī)定的波動向罐容器10反射來檢測熱硬化性樹脂22的狀態(tài)。并且，氣泡抑制處理也可以例如以下那樣根據(jù)熱硬化性樹脂22的狀態(tài)來決定。
[0167]在上述第一實(shí)施例中，第一氣泡抑制處理也可以在通過光學(xué)傳感器等檢測出在罐容器10的表層上熱硬化性樹脂22開始流動時(shí)開始執(zhí)行。并且，在該第一氣泡抑制處理中，也可以根據(jù)罐容器10的表層上的熱硬化性樹脂22的流動速度、從罐容器10脫落的熱硬化性樹脂22的量，來變更罐容器10的轉(zhuǎn)速。而且，第二氣泡抑制處理也可以在罐容器10中在光學(xué)性地檢測出規(guī)定的尺寸的氣泡為規(guī)定的個(gè)數(shù)時(shí)開始執(zhí)行。此外，也可以根據(jù)罐容器10的表層上的熱硬化性樹脂22的流動的程度，適當(dāng)執(zhí)行能夠使熱硬化性樹脂22溶解的溶劑的涂敷處理。
[0168]在上述第二實(shí)施例中，也可以光學(xué)性地檢測罐容器10的表層上的熱硬化性樹脂22的流動速度，在其流動速度到達(dá)規(guī)定的速度時(shí)、比規(guī)定的速度低時(shí)等多個(gè)階段，執(zhí)行消泡劑的涂敷。而且，也可以光學(xué)性地檢測罐容器10的表層上的熱硬化性樹脂22的流動量、氣泡的產(chǎn)生程度，基于其量和程度，來決定消泡劑的涂敷時(shí)間和涂敷量。如此，也可以基于在熱硬化處理中檢測出的熱硬化性樹脂22的流動狀態(tài)、氣泡的產(chǎn)生程度，來決定多個(gè)階段的消泡劑的涂敷時(shí)間和涂敷量。需要說明的是，在消泡劑存在多個(gè)種類時(shí)，也可以基于在熱硬化處理中檢測出的熱硬化性樹脂22的流動狀態(tài)、氣泡的產(chǎn)生程度，從多個(gè)種類的消泡劑選擇適當(dāng)?shù)姆N類。
[0169]此外，熱硬化處理裝置也可以根據(jù)熱硬化處理中的罐容器10的表層上的熱硬化性樹脂22的狀態(tài)，從預(yù)先準(zhǔn)備的多個(gè)種類的氣泡抑制處理中選擇適當(dāng)?shù)奶幚?，在適當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)階段的時(shí)間開始執(zhí)行。例如，也可以通過光學(xué)性的傳感器等，檢測在罐容器11的表層形成的樹脂覆膜23的厚度，在樹脂覆膜23的厚度比規(guī)定的厚度厚時(shí)，決定第一實(shí)施例的第一氣泡抑制處理的執(zhí)行。并且，也可以在檢測出的樹脂覆膜23的厚度比規(guī)定的厚度薄時(shí)，決定不執(zhí)行第一氣泡抑制處理。而且，在熱硬化處理中，也可以在觀測到薄膜大氣泡產(chǎn)生規(guī)定量時(shí)，選擇/執(zhí)行消泡劑的涂敷，在觀測到厚膜小氣泡產(chǎn)生規(guī)定量時(shí)，選擇/執(zhí)行基于空氣的噴出進(jìn)行的破泡處理。
[0170]需要說明的是，上述的氣泡抑制處理的內(nèi)容的決定處理也可以是與熱硬化處理裝置100、100A、100B的控制部101相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)部作為處理決定部來執(zhí)行。而且，在任何情況下，熱硬化處理中的氣泡處理，不管是相同種類的處理，還是不同種類的處理，都優(yōu)選在多個(gè)階段執(zhí)行。由此，能夠更有效地抑制樹脂覆膜23上的氣泡26的產(chǎn)生。
[0171]D3.變形例 3:
[0172]在上述第一實(shí)施例中，作為熱硬化處理中執(zhí)行的氣泡抑制處理，將減少樹脂覆膜23上的熱硬化性樹脂22的量的處理和基于空氣的噴出進(jìn)行的氣泡26的破泡處理組合。而且，在上述第二實(shí)施例中，作為氣泡抑制處理，將在不同的時(shí)間開始的消泡劑的涂敷處理組合。此外，在上述第三實(shí)施例中，將減少樹脂覆膜23上的熱硬化性樹脂22的量的處理、消泡劑的涂敷處理、基于空氣的氣泡26的破泡處理組合。然而，在熱硬化處理中執(zhí)行的氣泡抑制處理的組合并未限定為上述實(shí)施例的組合。例如，在第二實(shí)施例的消泡劑涂敷處理中，既可以執(zhí)行在第一實(shí)施例中說明的罐容器10的轉(zhuǎn)速控制，也可以執(zhí)行在第一實(shí)施例中說明的基于空氣的噴出的破泡處理。而且，在第三實(shí)施例中說明的熱硬化處理中，也可以省略基于空氣的破泡處理。在熱硬化處理中執(zhí)行的氣泡抑制處理優(yōu)選如第二實(shí)施例那樣，將雖然處理內(nèi)容相同但開始的時(shí)間、期間不同的處理組合，也優(yōu)選如第一實(shí)施例及第三實(shí)施例那樣，將處理內(nèi)容不同的氣泡抑制處理組合。
[0173]D4.變形例 4:
[0174]在上述第一實(shí)施例的第二氣泡抑制處理中，和在上述第三實(shí)施例的第三階段的氣泡抑制處理中，通過噴氣部130進(jìn)行的向罐容器10的空氣的噴出來執(zhí)行氣泡26的破泡。不過，在熱硬化處理中的氣泡抑制處理中，為了氣泡26的破泡，也可以將空氣以外的流體(例如液體等)向罐容器10噴出。
[0175]D5.變形例 5:
[0176]在上述第一實(shí)施例中，作為第一氣泡抑制處理，執(zhí)行罐容器10的轉(zhuǎn)速控制和對罐容器10的空氣的噴出。然而，在第一氣泡抑制處理中，也可以省略罐容器10的轉(zhuǎn)速控制和對罐容器10的空氣的噴出中的任一方，只要執(zhí)行它們中的至少一方即可。
[0177]D6.變形例 6:
[0178]在上述第一實(shí)施例的第一氣泡抑制處理中，執(zhí)行使罐容器10的轉(zhuǎn)速下降的轉(zhuǎn)速控制。然而，在第一氣泡抑制處理中，也可以執(zhí)行使罐容器10的轉(zhuǎn)速從初期設(shè)定速度Vtl增大至熱硬化性樹脂22借助離心力發(fā)生飛散那樣的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制。
[0179]D7.變形例 7:
[0180]在上述第一實(shí)施例及第三實(shí)施例中，通過罐容器10的轉(zhuǎn)速的控制和空氣的噴出等，使構(gòu)成樹脂覆膜23的熱硬化性樹脂22的流動體從罐容器10脫落。然而，構(gòu)成樹脂覆膜23的熱硬化性樹脂22的流動體也可以利用其他的方法從罐容器10脫落(脫離)。即，也可以利用重力、通過流體的噴射施加的外力以外的外力，使熱硬化性樹脂22從罐容器10脫落。而且，使熱硬化性樹脂22的流動體脫落的方向并未限定為重力方向。熱硬化性樹脂22的流動體也可以借助向重力方向以外的方向施加外力，而向該方向脫落。
[0181]D8.變形例 8:
[0182]在上述第二實(shí)施例中，向熱硬化處理中的罐容器10涂敷消泡劑。然而，消泡劑也可以與熱硬化性樹脂22 —起預(yù)先浸潰在向罐容器10卷繞之前的碳纖維20中，也可以在熱硬化處理前涂敷在纖維層21上。
[0183]標(biāo)號說明
[0184]10...罐容器
[0185]11...缸部
[0186]13...圓頂部
[0187]14…管頭部
[0188]20...碳纖維
[0189]21…纖維層
[0190]22…熱硬化性樹脂
[0191]23…樹脂覆膜
[0192]25…纖維強(qiáng)化樹脂層
[0193]26…氣泡
[0194]100、100A、100B、IOOa…熱硬化處理裝置
[0195]101…控制部
[0196]110…基臺
[0197]111、112…罐安裝部
[0198]113…旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部
[0199]120…加熱部
[0200]130...噴氣部
[0201]131...泵[0202]132...噴嘴
[0203]133…配管
[0204]140…溶劑噴出部
[0205]141...溶劑罐
[0206]142...噴嘴
[0207]143…配管
[0208]150…消泡劑涂敷部
[0209]151...消泡劑罐
[0210]152...噴霧噴嘴
[0211]153…配管
【權(quán)利要求】
1.一種制造方法，是高壓氣罐的制造方法，包括如下工序: Ca)準(zhǔn)備在外表面具有纖維層的罐容器，該纖維層通過卷繞浸潰有熱硬化性樹脂的強(qiáng)化纖維而形成； (b )執(zhí)行對所述罐容器進(jìn)行加熱使所述熱硬化性樹脂熱硬化而形成纖維強(qiáng)化樹脂層的熱硬化處理，并在多個(gè)階段執(zhí)行用于抑制在所述纖維強(qiáng)化樹脂層中生成氣泡的氣泡抑制處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中， 所述多個(gè)階段根據(jù)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化而預(yù)先設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中， 所述工序(b)包括如下工序:檢測所述熱硬化性樹脂的狀態(tài)，根據(jù)所述狀態(tài)來決定所述氣泡抑制處理的內(nèi)容。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中， 所述氣泡抑制處 理包括第一處理，該第一處理在所述熱硬化性樹脂成為規(guī)定的粘度時(shí)，利用外力使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂從所述罐容器脫落。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其中， 所述熱硬化處理包括使加熱中的所述罐容器以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的處理， 所述第一處理包括如下處理:在所述熱硬化性樹脂成為作為規(guī)定的粘度的第一粘度時(shí)，使所述罐容器的轉(zhuǎn)速下降，促進(jìn)溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂借助重力從所述纖維層的外表面沿重力方向流動并落下。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制造方法，其中， 所述第一處理包括如下處理:通過流體的噴射，對溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂施加外力，而使所述熱硬化性樹脂從所述纖維層脫離。
7.根據(jù)權(quán)利要求4飛中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中， 所述第一處理包括如下處理:通過將能夠溶解所述熱硬化性樹脂的溶劑涂敷在所述纖維層的表面，而促進(jìn)所述熱硬化性樹脂的流動。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣7中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中， 所述氣泡抑制處理包括第二處理，該第二處理利用流體的噴射使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂中產(chǎn)生的氣泡破裂。
9.根據(jù)從屬于權(quán)利要求7中任一項(xiàng)的權(quán)利要求8所述的制造方法，其中， 所述第二處理在開始執(zhí)行所述第一處理之后且在所述熱硬化性樹脂成為比所述第一粘度高的規(guī)定的第二粘度之后執(zhí)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求廣9中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中， 所述氣泡抑制處理包括第三處理，該第三處理將作為消泡劑的樹脂溶液涂敷在所述熱硬化性樹脂層的表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其中， 所述第三處理至少在所述熱硬化性樹脂的粘度的變化從下降傾向轉(zhuǎn)移到上升傾向之后的時(shí)間執(zhí)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所 述的制造方法，其中， 所述第三處理在如下時(shí)間執(zhí)行:(i)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化處于下降傾向時(shí)的第一時(shí)間； (ii)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化從下降傾向轉(zhuǎn)移到上升傾向之后的第二時(shí)間； (iii)與所述第二時(shí)間之時(shí)相比所述熱硬化性樹脂的粘度升高之后的第三時(shí)間。
13.根據(jù)從屬于權(quán)利要求9的權(quán)利要求10所述的制造方法，其中， 所述第三處理在開始執(zhí)行所述第一處理之后且開始執(zhí)行所述第二處理之前的時(shí)間和所述熱硬化性樹脂成為所述第二粘度之后的時(shí)間執(zhí)行。
14.一種制造裝置，是高壓氣罐的制造裝置，具備: 熱硬化處理部，對在外表面具有纖維層的罐容器進(jìn)行加熱，使熱硬化性樹脂熱硬化而形成纖維強(qiáng)化樹脂層，所述纖維層通過卷繞浸潰有所述熱硬化性樹脂的強(qiáng)化纖維而形成； 氣泡抑制處理部，在多個(gè)階段執(zhí)行氣泡抑制處理，該氣泡抑制處理用于在所述熱硬化處理部對所述罐容器進(jìn)行加熱時(shí)抑制在所述纖維強(qiáng)化層中生成氣泡。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造裝置，其中， 所述多個(gè)階段根據(jù)所述熱硬化性樹脂的粘度的變化而預(yù)先設(shè)定。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造裝置，其中， 所述熱硬化處理部具備處理決定部，該處理決定部檢測所述熱硬化性樹脂的狀態(tài)，根據(jù)所述狀態(tài)來決定所述氣泡抑制處理的內(nèi)容。
17.根據(jù)權(quán)利要求116中任一項(xiàng)所述的制造裝置，其中， 所述氣泡抑制處理部執(zhí)行第一處理，該第一處理在所述熱硬化性樹脂成為規(guī)定的粘度時(shí)，利用外力使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂從所述罐容器脫落。
18.根據(jù)權(quán)利要求117中任一項(xiàng)所述的制造裝置，其中， 所述氣泡抑制處理部具備執(zhí)行第二處理的流體噴射部，該第二處理利用流體的噴射使溶出到所述纖維層的外表面的所述熱硬化性樹脂中產(chǎn)生的氣泡破裂。
19.根據(jù)權(quán)利要求118中任一項(xiàng)所述的制造裝置，其中， 所述氣泡抑制處理部具備執(zhí)行第三 處理的消泡劑涂敷部，該第三處理將作為消泡劑的樹脂溶液涂敷在所述熱硬化性樹脂層的表面。
【文檔編號】B29C70/06GK103889689SQ201180007481
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】小林朋能 申請人:豐田自動車株式會社