专利名称：罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种罐，具体来说，涉及一种能够应对罐的外部沖击的罐。
背景技术：
作为填充气体或高压气体的罐，可以列举出例如金属罐或FRP(Fiber Reinforced Plastics,纤维强化塑料)罐，特别是FRP罐，质量轻、耐热性 好且强度高，因此被用作安装在汽车等移动体上的高压气体罐，例如用作 搭载在天然气体汽车的天然气体罐、或搭载在燃料电池汽车上的燃料电池 用氢气高压气体罐。
另夕卜，上述金属制罐或FRP罐在所填充的气体被消耗掉时，会再次充 入气体以再次利用。另夕卜，上述金属制罐或FRP罐通常会由于外部冲击而 导致强度降低。
因此，在再填充气体之前，必须确认该罐是否受到了大的冲击以至于 不能从外部再次填充气体。
另外，作为检测冲击的方法，7>开了如下方法。例如，在特开平2-80467 号公报中，公开了在汽车、摩托车、自行车等移动体中，在容易接触的部分 或者角部的浅槽中安装有带涂料的嚢，并对接触或冲击上述移动体的对象 物附着^阡的技术方案。另外，在特开平5-116592号公报中，公开了在车 辆上布设光纤，通过光纤内的光电送特性的变化检测冲击的车体冲击检测 装置。另外，在特开平4-251784号公报中，公开了 一种覆盖在用于巻捆电 缆的鼓的周边、具有緩冲保护功能的包装用片材，在该包装用片材的外表 面上设有压感显色性片材，当将电缆巻装到鼓上时，如果对鼓施加局部压 力冲击，则前述压感显色性片材会显色，即使巻装到鼓上的电缆未发生变形，也能够检测电缆是否受到了局部压力冲击。
另外，在特开2007-16988号公报中，公开了具有绝热材料的高压罐。 另外，在特开平8-35598号乂>才艮中，一^开了一种将在受到外力冲击时可物 理变形的损伤减轻材料设置在由细丝巻装材料制成的外壳主体壁上的容 器。
上述冲击的受力侧附着涂料的方法，由于对罐的沖击的强度难以残留 在罐的表面，因此也难以通过罐的冲击程度来推定罐的损伤。另外，当将 通过光纤内的光电送特性的变化来检测冲击的方法用于罐的冲击检测时， 和罐内容量相比，罐本身体积也变大，例如，难以安装到车辆中。另外， 在最外面具有压感显色片材的包装用薄片中，即使稍有冲击，显色也会在 薄片上扩散，难以判断罐是否受到无法再次填充气体的大冲击，这对罐的 再利用度是有损害的。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，提供一种能够容易地判断无法再填 充气体的程度的大沖击的罐。
为了实现上述目的，本发明的罐具有如下特征
(1) 一种储存气体的罐，其中设有包含颜料内含嚢的颜料嚢层。 颜料嚢层的内含颜料的嚢由于罐受到的沖击而破裂，进而根据冲击的
大小，颜料在罐表面上的显色扩散程度也会变化。从而能够推定沖击大小。
(2) 在上述(l)所记载的罐中，进一步在上述罐的最外层设置可吸收颜 料的颜料吸收层。
由于沖击而从颜料嚢层释放出来的颜料，被吸收到位于罐的最外层的 颜料吸收层中，进而该颜料在颜料吸收层的表面浸染扩散，从而可以根据 该颜料的扩散程度、或者颜料的浓淡程度来推定罐受到的冲击的大小。
(3) —种储存气体的罐，其中在上述罐的最外层设有能够记录冲击导 致的变形的冲击记录层。前述冲击记录层包括具有绝热功能且能够保持 变形的绝热材料层、设置在前述绝热材料层的外表面且包含颜料内含嚢的颜料囊层、和设置在前述颜料嚢层的外表面上且能够吸收颜料的颜料吸收 层。
冲击记录层通过绝热材料层提供绝热功能，进而在由于沖击导致绝热 材料层发生变形的同时，从颜料嚢层释放出来的颜料被吸收到颜料吸收层 中，进而该颜料通过浸染到颜料吸收层的表面并扩散，可以从该颜料的扩 散程度、颜料的浓淡程度、以及绝热材料层的变形程度来推定施加给罐的 冲击的大小。
(4) 一种储存气体的罐，在上述罐的最外层设有可以记录冲击导致的 变形的冲击记录层，前述冲击记录层包括包含颜料内含嚢的颜料嚢层、 设置在前述颜料嚢层的外表面且具有绝热功能且能够保持变形的绝热材 料层、和设置在前述绝热材料层的外表面且能够吸收颜料的颜料吸收层。
冲击记录层通过绝热材料层提供绝热功能，进而在由于冲击导致绝热 材料层发生变形的同时，从颜料嚢层释放出来的颜料通过绝热材料层被吸 收到颜料吸收层中，进而该颜料浸染到颜料吸收层的表面并扩散。因此， 当颜料在颜料吸收层中扩散时，可以清楚地看到颜料经绝热材料层浸染到 颜料吸收层的浸染程度大小的沖击，进而可以从该颜料的扩散程度、颜料 的浓淡程度、以及绝热材料层的变形程度来推定施加给罐的冲击的大小。
(5) —种储存气体的罐，其中在上述罐的最外层设有能够记录冲击导 致的变形的冲击记录层，前述冲击记录层包括包含颜料内含嚢且具备绝 热功能并能够保持变形的包含颜料内含嚢的绝热材料层、设置在前迷包含 颜料内含嚢的绝热材料层的外表面上且能够吸收颜料的颜料吸收层。
冲击记录层提供绝热功能，并进一步在通过冲击使包含颜料内含嚢的 绝热材料层产生变形，同时将从该包含颜料内含嚢的绝热材料层的颜料内 含嚢中^放出来的颜料吸收到颜料吸收层中，并且该颜料进一步在颜料吸 收层的表面浸染扩散。因此，可以从颜料的扩散程度、从颜料的浓淡程度、 进而通过包含颜料内含嚢的绝热材料层的变形程度来推定对罐所施加的 冲击的大小。
(6) 在上述(1) (5)任一项所述的罐中，前述颜料为荧光物质。
6通过4吏用荧光物质作为颜料，能够从晷露在罐表面的荧光物质所产生 的荧光量以及荧光的浓淡来很精确地检测冲击的大小和冲击所施加的方 向等。
(7) 在上述(1)~(6)任一项所述的罐中，在罐本体的外表面与前述冲击 记录层之间、或者罐本体的外表面与前述绝热材料层之间、或者罐本体与 前述颜料嚢层之间、或者罐本体与前述包含颜料内含嚢的绝热材料层之间 设有储热材料层。
由于设有储热材料层，因此能够通过前述储热材料积蓄由伴随着储藏 在罐中的气体的相变化所产生的热能释放出的温热，并且能够通过上述热 能释放时所积蓄的温热来抑制由伴随着与前述相变化相反的相变化所产 生的热能吸收导致的过冷却，另外，通过吸收伴随着相变化产生的热能而 积蓄冷却，能够通过上述热能被吸收时所积蓄的冷却来抑制由伴随着与前 ^目变化相反的相变化所产生的热能释放导致的加热。
(8) 如在上述(7)所述的罐，其为填充了高压气体的高压罐。 在高压罐中，特别是为了填充高压气体，判断是否受到过不能填充高
压气体程度的大冲击是纟艮重要的。
(9) 一种储存气体的罐，其中在上述罐的最外层"i殳有能够记录冲击导 致的变形的冲击记录层，上述冲击记录层包括具有绝热功能且能够保持 变形的绝热材料层、和设置在上述绝热材料层的紧下方并且被着色成与上 述绝热材料层的颜色不同颜色的着色层。
绝热材料层紧下方的着色层从绝热材料层受冲击而破损的部位直接
暴暴露出来，因此，可以根据罐表面的颜色变化以;s^色的暴露面积来推
定沖击程度。
图l为本发明的第1实施方式的罐的一个实例的剖面图。 图2为本发明的第2实施方式的罐的一个实例的剖面图。 图3为本发明的第3实施方式的罐的一个实例的剖面图。图4为本发明的笫4实施方式的罐的一个实例的剖面图。 图5为本发明的第5实施方式的罐的一个实例的剖面图。
具体实施例方式
下面基于附图对本发明实施方式进行说明。
本发明的第1实施方式的罐的一个实例如图1所示。如图1所示，本 实施方式的罐100是一种用于储藏气体的罐子，在罐的最外层设有能够记 录沖击导致的变形的沖击记录层，另外，沖击记录层含有具有绝热功能的 绝热材料层14。另外，如图1所示，本实施方式的罐100在罐本体10的 外表面上设有储热材料层12，在储热材料层12的外表面上设有上述绝热 材料层14。
作为上迷罐本体的材料，在通常用的竖式放置的罐的情况下，可以列 举出例如铁等金属等，在安装于车辆等移动体中的罐的情形中，使用轻质 且强度好的FRP(Fiber Reinforced Plastics、纤维强化塑料)等。
另外，上述储热材料层12优选为通过绝热材料积蓄由伴随着储藏在罐 100中的气体的相变化所产生的热能释放出的温热，并且能够通过在释放 上述热能时所积蓄的温热来抑制由伴随着与前述相变化相反的相变化所 产生的热能吸收导致的过冷却的潜热储热材料。另外，优选能够通过吸收 伴随着相变化产生的热能而积蓄冷却，并通过上述热能^f皮吸收时所积蓄的 冷却来抑制由伴随着与前述相变化相反的相变化所产生的热能释放导致 的加热的潜热绝热材料。
当上述储热材料层12发挥作为保冷层的功能时，储热材料层12可以 采取下述形式使包含冷却剂的水溶液凝胶化或增粘，然后封装到合成树 脂袋中；或者将包含冷却剂的水溶液浸渍在多孔体中，然后封装到合成树 脂袋中；或者将具有冷却剂作用的常温皿状物质浸渍在多孔体中；等等。 作为冷却剂，可以采用由对苯曱酸酯、氢氧化钙和羧甲基纤维素(CMC)按 照规定比例混合得到的冷却剂，也可以采用乙二醇、氨等。另外，作为多 孔体，可以采用聚氨酯泡沫等弹性发泡体。作为上述绝热材料层14的绝热材料，可以由例如，石骨、灰泥、纸料、纤维以及它们的组合构成，是由具有绝热功能、具有与罐本体相同或更低强度、且对于外部冲击导致的变形能够保持不可逆的变形的材料形成的。另夕卜，例如当罐本体直"f圣300 mm、 罐本体长度800 mm时，绝热材料层14的厚度优选为20mm。如果绝热材料层14的厚度小于20 mm，则会对一定程度以上的冲击残留相同大小的痕迹，因此，难以残留与冲击的大小相应的痕迹，因而难以推定冲击的大小。
第2实施方式的罐的一个实例如图2所示。其中，对于与第l实施方式中所说明的构成要素相同的构成要素使用同一标记并省略其说明。
如图2所所示，本实施方式的罐200是一种用于储藏气体的罐子，其中冲击记录层包括具有绝热功能且能够保持变形的绝热材料层14、和设置在绝热材料层14的紧下面且着色成与绝热材料层14的颜色不同颜色的着色层22。另外，如图2所示，本实施方式的罐200,在罐本体(10)的外表面上设有储热材料层12，在储热材料层12的外表面上设有着色层22，在着色层22的外表面设有绝热材料层14。
作为上述着色层22,只要与绝热材料层14颜色不同，可以是任何颜色，另外，作为着色层22的材料，可以列举出例如着色涂膜、着色的纸料或者纤维、着色的石骨或者灰泥等。由于上述着色层22紧贴绝热材料层14设置在其下面，因此，在绝热材料层14紧下方的着色层22从绝热材料层14因冲击而破损的部位暴露出来，这样，能够根据罐表面的颜色变化以及颜色的暴露面积来推定冲击程度。
另外，本发明的另一实施方式的罐是一种用于储藏气体的罐，且设有包含颜料内含嚢的颜料嚢层。这样，颜料嚢层的内含颜料的嚢由于罐受到冲击而破裂，进而根据沖击大小，颜料在罐表面上显色扩散的程M生变化，并可以根据显色扩散程度来推定冲击的大小。
另外，上述实施方式的罐可以进一步在前述罐的最外层上设置可吸收颜料的颜料吸收层。这样，受到沖击时从颜料嚢层释放出来的颜料被吸收到罐的最外层的颜料吸收层中，进而通过该颜料浸染到颜料吸收层的表面并扩散，可以从该颜料的扩散程度、以及颜料的浓淡程度来推定罐受到的冲击的大小。
针对上述本发明的其他实施方式的罐，使用图3~图5，分别作为笫3、第4以及第5实施方式在下文中对其构成进行说明。另外，在第3、第4以及第5实施方式中，对于与第1以及第2实施方式以及前述实施方式已说明的构成要素相同的构成要素，使用相同的标记并省略其说明。
在图3给出了第3实施方式的罐300，罐300是一种用于储藏气体的罐，并在罐本体10的外表面设有储热材料层12,在储热材料层12的外表面上设有冲击记录层。并且，沖击记录层包括设置在储热材料层12的外表面上的具有绝热功能且能够保持变形的绝热材料层14、设置在绝热材料层14的外表面上的包含颜料内含嚢的颜料嚢层16、和设置在颜料嚢层16的外表面上并可吸收颜料的颜料吸收层18。
在本实施方式的冲击记录层中，通过绝热材料层14提供绝热功能，进而在受到冲击时在绝热材料层14发生变形的同时，M料嚢层16所释放出来的颜料被吸收到颜料吸收层18中，进而该颜料在颜料吸收层18的表面浸染扩散。因此，对冲击敏感的颜料发生扩散，并且能够从该颜料的扩散程度迅速地掌握所施加的沖击，同时，能够从颜料的浓淡程度、进而从绝热材料层的变形程度推定对罐所施加的沖击的大小。
作为上述颜料嚢层16的颜料，可以是任何颜料，优选例如荧光物质，并通过使用荧光物质，根据暴露在罐表面的荧光物质的焚光量以及荧光的浓淡，^J晴确地检测冲击的大小和施加冲击的方向，进而可以4Nt确地检测冲击的深度方向等。其中，作为荧光物质，优选例如用作荧光染料和荧光W的荧光物质。另外，内包上述颜料的嚢化可以通过通常的方法进行，作为嚢的膜材料，可以使用例如明胶、CMC、乙烯-马来酸酐共聚物等。嚢膜的强度为能够检测是否施加了产生无法填充气体的损伤的大冲击的程度，并具有与冲击的大小相应的破裂强度。
另夕卜，作为上述颜料吸收层18，只要是是可吸收颜料的材料的话，就可以是任何材料，优选例如纸料、纤维、石骨、灰泥或者它们的组合。另外，在例如罐本体直径300mm、罐本体长度800mm的情形中，由绝热材料层14、颜料嚢层16和颜料吸收层18构成的冲击记录层的厚度优选为20mm。如果沖击记录层的厚度小于20mm,则会对一定程度以上的的冲击残留相同大小的痕迹或者颜料显色，因此难以残留与冲击的大小相应的痕迹、显色，因而难以推定沖击的大小。。
接着，在图4中，显示了第4实施方式的罐400，罐400是一种用于储藏气体的罐、在罐本体10的外表面设有储热材料层12，在储热材料层12的外表面上设有冲击记录层。并且，冲击记录层包括包含颜料内含嚢的颜料嚢层16、i殳置在颜料嚢层16的外表面上且具有绝热功能且能够保持变形的绝热材料层14、和设置在绝热材料层14的外表面上且可吸收颜料的颜料吸收层18。
在本实施方式的冲击记录层中，借助可渗透颜料的绝热材料层14得到绝热功能，进而由于冲击导致绝热材料层14发生变形，颜料囊层16所释放出来的颜料穿过绝热材料层14被吸收到颜料吸收层18中，进而该颜料在颜料吸收层18的表面浸染扩散。因此，当颜料在颜料吸收层18中扩散时，颜料经绝热材料层14浸染至颜料吸收层18的浸染程度大小的冲击变得一目了然，进而可以从该颜料的扩散程度、以及颜料的浓淡程度、以及绝热材料层的变形程度来推定施加^的冲击的大小。即，和第3实施方式的罐300相比，可以仅对大的沖击记录冲击。另外，本实施方式的绝热材料层14是由如上所述能够浸染颜料的材料构成的，该材料可以是由例如上述石青、灰泥、纸料、纤维以及它们的组合构成的。
在图5中，显示了第5实施方式的罐500，罐500是一种用于储藏气体的罐，在罐本体10的外表面设有储热材料层12，在储热材料层12的外表面上设有沖击记录层。并且，沖击记录层包括包含颜料内含囊且具备绝热功能并能够保持变形的包含颜料内含嚢的绝热材料层20、和设置在包含颜料内含嚢的绝热材料层20的外表面上且可吸收颜料的颜料吸收层18。
上述包含颜料内含囊的绝热材料层20是一个第3实施方式中所说明的
ii由嚢膜材料以及颜料构成的颜料内含嚢分散于由上述例如石膏、灰泥、纸料、纤维以及它们的组合形成的绝热材料中所形成的层。
因此，本实施方式的冲击记录层具有绝热功能，进而在受到冲击时在
包含颜料内舍嚢的绝热材料层20发生变形的同时，从包含颜料内含嚢的绝热材料层20的颜料内含嚢中释放出来颜料，该颜料^Lf贞料吸收层18吸收，进而在颜料吸收层18的表面浸染扩散。这样，能够从该颜料的扩散程度、和颜料的浓淡程度、以及包含颜料内含嚢的绝热材料层20的变形程度推断对罐所施加的冲击的大小。
在上述第1实施方式到第5实施方式的罐100 ~罐500中，绝热材料层14的强度、和颜料内含嚢膜强度、颜料吸收层18的颜料吸收速度等是已知的，因此，能够根据在受到冲击的罐上形成的绝热材料层14的变形程度(例如，变形的大小、变形的深度、变形的形状等)、以及从颜料的显色程度(例如，颜料的显色面积、显色浓淡、显色形状等)来纟艮精确地测定沖击的大小。
上述第1实施方式到第5实施方式的罐100 ~罐500能够用作填充高压气体的高压罐。高压罐，特别是由于要填充高压气体，因此判断是否受到了大到不能填充高压气体的程度的沖击是很重要的。
例如，安装于车辆上的高压氢气罐通常填充700个大气压的氢气。另外，高压氢气罐大多安装在车厢地板下，如果考虑搭载环境，通过预先在罐上记录冲击的程度，能够更安全地在罐中再填充高压氢气。
根据本发明，能够推定施加到罐上的沖击的大小，能够判断是否能够填充气体。
另外，尽管对本发明进行了详细的说明，但是，本发明的范围并不限于上述记栽的范围。
另外，2007年5月24日所提交的特愿2007 - 137418号申请所7〉开的说明书的发明的详细说明、权利要求、附图和摘要所记载的全部内容包括在本申请中。工业实用性
本发明的罐能够用于任何罐用途，特别适用于高压气体填充罐，更适用于搭载在车辆等移动体上的高压气体罐。
权利要求
1、一种储存气体的罐，其中设有包含颜料内含囊的颜料囊层。
2、 根据权利要求l所述的罐，其中，在所述罐的最外层还设有可吸收 颜料的颜料吸收层。
3、 一种储存气体的罐，其中，在所述罐的最外层设有可以记录冲击导 致的变形的沖击记录层，并且，所述冲击记录层包括具有绝热功能且能够保持变形的绝热材料层、 设置在所述绝热材料层的外表面上且包含颜料内含囊的颜料嚢层、和 设置在所述颜料嚢层的外表面上且能够吸收颜料的颜料吸收层。
4、 一种储存气体的罐，其中，在所述罐的最外层设有可以记录冲击导 致的变形的沖击记录层，并且，所述冲击记录层包括包含颜料内含嚢的颜料嚢层、设置在所述颜料嚢层的外表面上且具有绝热功能并能够保持变形的 绝热材料层、和设置在所述绝热材料层的外表面上且能够吸收颜料的颜料吸收层。
5、 一种储存气体的罐，其中，在所述罐的最外层设有可以记录冲击导 致的变形的冲击记录层，并且，所述冲击记录层包括包含颜料内含嚢且具有绝热功能并能够保持变形的包含颜料内含嚢 的绝热材料层、和设置在所述包含颜料内含嚢的绝热材料层的外表面上并能够吸收颜 料的颜料吸收层。
6、 如权利要求l所迷的罐，其中，所述颜料为荧光物质。
7、 如权利要求2所述的罐，其中，所述颜料为荧光物质。
8、 如权利要求3所述的罐，其中，所述颜料为荧光物质。
9、 如权利要求4所述的罐，其中，所述颜料为荧光物质。
10、 如权利要求5所述的罐，其中，所述颜料为荧光物质。
11、 如权利要求3所述的罐，其中，在罐本体的外表面与所述沖击记录层之间、或者罐本体的外表面与所 述绝热材料层之间、或者罐本体与所述颜料嚢层之间、或者罐本体与所述 包含颜料内含嚢的绝热材料层之间设有储热材料层。
12、 如权利要求4所述的罐，其中，在罐本体的外表面与所述沖击记录层之间、或者罐本体的外表面与所 述绝热材料层之间、或者罐本体与所述颜料嚢层之间、或者罐本体与所述 包含颜料内含嚢的绝热材料层之间设有储热材料层。
13、 如权利要求5所述的罐，其中，在罐本体的外表面与所述冲击记录层之间、或者罐本体的外表面与所 述绝热材料层之间、或者罐本体与所述颜料嚢层之间、或者罐本体与所述 包含颜料内含嚢的绝热材料层之间设有储热材料层。
14、 如权利要求l所述的罐，为填充高压气体的高压罐。
15、 如权利要求2所述的罐，为填充高压气体的高压罐。
16、 如权利要求3所述的罐，为填充高压气体的高压罐。
17、 如权利要求4所述的罐，为填充高压气体的高压罐。
18、 如权利要求5所述的罐，为填充高压气体的高压罐。
19、 如权利要求6所述的罐，为填充高压气体的高压罐。
20、 一种储存气体的罐，其中，在所述罐的最外层设有可记录沖击导 致的变形的沖击记录层，所述沖击记录层包括具有绝热功能并能够保持变形的绝热材料层，和 设置在所述绝热材料层的紧下面并且着色与所述绝热材料层的颜色 不同的着色层。
全文摘要
罐(300)是一种用于储藏气体的罐，其设有包含颜料内含囊的颜料囊层(16)、或者在罐本体(10)的外表面上设有冲击记录层。并且，作为冲击记录层的一个实例，在罐本体的外表面具有绝热功能，并包括可保持变形的绝热材料层(14)、设置在绝热材料层外表面上的包含颜料内含囊的颜料囊层(16)、设置在颜料囊层(16)的外表面上的可吸收颜料的颜料吸收层(18)。这样，受冲击而从颜料囊层(16)释放出的颜料被吸收到颜料吸收层18中，该颜料浸染给颜料吸收层(18)的表面并扩散开，通过颜料的扩散程度、颜料的浓淡程度，可以判断出施加到罐(300)上的冲击的大小。
文档编号F17C1/00GK101680597SQ20088001596
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月20日 优先权日2007年5月24日
发明者饭田康之 申请人:丰田自动车株式会社