高压罐的制造方法与流程

1.本发明涉及高压罐的制造方法。


背景技术：

2.例如，在天然气汽车或燃料电池汽车等中利用贮存燃料气体的高压罐。这种高压罐具有由纤维强化树脂构成的第一加强层和由纤维强化树脂构成的第二加强层，该第二加强层以覆盖第一加强层的方式形成。
3.例如，作为这种高压罐的制造方法，日本特开2012-149739中提出了以下方法。首先，在内衬的外表面上形成内层，该内层通过卷绕浸渍有热固性树脂的纤维束而成，在内层的外表面上形成外层，该外层通过将浸渍有热固性树脂的纤维束以螺旋缠绕的方式卷绕而成。接着，通过使内层以及外层中包含的热固性树脂热固化而形成第一加强层和覆盖该第一加强层的第二加强层。
4.例如，在日本特开2012-149739所记载的方法中，还考虑了在使内层的热固性树脂热固化而形成第一加强层之后，在形成的第一加强层的外周面上形成外层，使外层的热固性树脂热固化而形成第二加强层。
5.在该情况下，热固化时，在热固性树脂固化之前，热固性树脂的粘度下降。因此，在使例如日本特开2012-149739所记载的那种内层热固化时，在热固性树脂固化之前，内层的热固性树脂的粘度下降，粘度下降了的热固性树脂从内层的表面渗出。利用渗出的热固性树脂来形成将内层的表面覆盖的表面层，结果有时在热固化后的第一加强层的表面上形成由固化的热固性树脂构成的表面层。
6.然而，这种表面层有可能使第一加强层与第二加强层之间的粘接力下降。尤其，在高压罐的筒部分(躯干部分)处，与高压罐的圆顶部分相比，第一加强层和第二加强层粘接的面积较大，因此在高压罐的筒部分处，期望确保第一加强层与第二加强层之间的粘接力。


技术实现要素：

7.本发明是鉴于这样的点而完成的，作为本发明，提供一种第一加强层与第二加强层之间的粘接力提高的高压罐的制造方法。
8.鉴于所述课题，本发明的一方案提供一种高压罐的制造方法。该高压罐的制造方法是具有由纤维强化树脂构成的第一加强层和由纤维强化树脂构成的第二加强层的高压罐的制造方法，所述第二加强层以覆盖所述第一加强层的方式形成，所述制造方法包括：制作将浸渍有第一热固性树脂的连续纤维沿着周向卷绕而成的筒状的卷绕体，并使所述卷绕体中包含的所述第一热固性树脂热固化而制作筒构件；通过将一对圆顶构件与所述筒构件的两端部接合，制作相当于所述第一加强层的接合体；以及相对于所述接合体，以跨越所述一对圆顶构件的方式将浸渍有第二热固性树脂的纤维束以螺旋缠绕的方式卷绕，使卷绕的所述纤维束中包含的所述第二热固性树脂热固化而形成所述第二加强层。所述制造方法的特征在于，作为所述第一热固性树脂，使用包含由所述第一热固性树脂的树脂前驱体构成
的主剂和使所述树脂前驱体的分子彼此化学结合的粒状的固体固化剂的热固性树脂。
9.根据本发明，在形成筒构件时，制作将浸渍有包含主剂和固体固化剂的第一热固性树脂的连续纤维沿着周向卷绕而成的筒状的卷绕体。在使卷绕体中包含的第一热固性树脂热固化时，通过加热的热，在作为主剂的树脂前驱体的分子彼此的化学结合进行之前，主剂的粘度下降，主剂从连续纤维之间向卷绕体的表面渗出。
10.固体固化剂为粒状的固化剂，因此与粘度下降的主剂相比，容易被连续纤维阻挡。其结果是，固体固化剂残留于筒状的卷绕体的内部，难以到达卷绕体的表面。由此，在筒状的卷绕体的表面上形成与其他的部分相比而固体固化剂相对于主剂的比例较少的表面层。因此，即便为了热固化而对卷绕体进行加热，表面层也难以固化，因此能够维持比其他的部分(卷绕体的内部的树脂)柔软的状态。这样的结果是，在形成第二加强层的工序中，以螺旋缠绕的方式进行卷绕时，表面层被纤维束推开，并且表面层的主剂(未反应的树脂前驱体)作为第二加强层与筒构件之间的粘接剂起作用。由此，在获得的高压罐中，能够提高第二加强层相对于筒构件的粘接力。
11.在上述高压罐的制造方法中，可以的是，所述固体固化剂的粒径大于所述连续纤维彼此之间的间隙。根据该方案，固体固化剂变得难以通过连续纤维彼此之间，因此更能够将固体固化剂留在筒状的卷绕体的内部。作为结果，能够形成与其他的部分相比而固体固化剂相对于主剂的比例较少的表面层，因此能够提高第二加强层相对于筒构件的粘接力。
12.在上述高压罐的制造方法中，可以的是，通过对第一热固性树脂进行加热，使主剂从连续纤维之间渗出到卷绕体的表面，形成与卷绕体的表面以外的部分相比而固体固化剂相对于主剂的比例较少的表面层。
13.在上述高压罐的制造方法中，可以的是，第二热固性树脂包含由第二热固性树脂的树脂前驱体构成的主剂和使第二热固性树脂的树脂前驱体的分子彼此化学结合的固体固化剂。
14.在上述高压罐的制造方法中，可以的是，表面层中包含的主剂通过第二热固性树脂中包含的固体固化剂来进行反应。
15.在上述高压罐的制造方法中，可以的是，第二热固性树脂中包含的固体固化剂使第二热固性树脂的树脂前驱体与第一热固性树脂的树脂前驱体化学结合。
16.根据本发明，能够提高高压罐的第一加强层与第二加强层之间的粘接力。
附图说明
17.本发明的实施方式的特征、优点、技术及工业意义通过参照附图如下来描述，其中相同的数字表示相同的构件，其中：
18.图1是表示本发明的一实施方式的高压罐的构造的截面图。
19.图2是说明图1所示的高压罐的制造方法的工序的流程图。
20.图3是用于说明图2所示的筒构件制作工序的截面图。
21.图4a是说明图3所示的a的部分处热固化之前的状态的示意性概念图。
22.图4b是说明图3所示的a的部分处热固化之后的状态的示意性概念图。
23.图5是说明连续纤维彼此之间的间隙的一例的示意性概念图。
24.图6是用于说明图2所示的圆顶构件制作工序的截面图。
25.图7是图2所示的圆顶构件制作工序中制作的一对圆顶构件的截面图。
26.图8是用于说明图2所示的接合体制作工序的示意性立体图。
27.图9是在图2所示的第二加强层形成工序中形成了第二加强层的状态的接合体的截面图。
28.图10是说明图9所示的b的部分处热固化之后的状态的示意性概念图。
29.图11是用于说明图2所示的内衬形成工序的截面图。
30.图12是说明参考实施方式的环氧树脂的玻璃化转变温度与树脂强度之间的关系的一例的坐标图。
31.图13是表示参考实施方式的试验体中热固化时的玻璃化转变温度的测定结果的一例的坐标图。
32.图14是表示使参考实施方式的试验体热固化时与固化时间经过相伴的固化温度与环氧基量之间的关系的坐标图。
33.图15a是说明作为比较例的高压罐的制造方法的筒构件制作时与图3所示的a的部分对应的部分处热固化之后的状态的示意性概念图。
34.图15b是说明作为比较例的高压罐的制造方法的第二加强层形成时与图9所示的b的部分对应的部分处热固化之后的状态的示意性概念图。
具体实施方式
35.以下，参照图1～图11、图15a以及图15b并说明本发明的实施方式。首先，说明本实施方式的高压罐1。以下，将高压罐1作为燃料电池车辆中搭载的填充高压的氢气的罐来说明，但是也能够适用于其他的用途。并且，作为能够向高压罐1内填充的气体，并不限定于高压的氢气，也可以填充cng(压缩天然气)等各压缩气体、lng(液化天然气)、lpg(液化石油气)等各种液化气体、其他的气体。
36.1.关于高压罐1
37.如图1所示，高压罐1是两端呈圆顶状带有圆角的大致圆筒形状的高压气体贮存容器。高压罐1至少具备具有气体阻隔性的内衬2和将内衬2的外表面覆盖的由纤维强化树脂构成的加强部3。在高压罐1的一端形成有开口部，在开口部周边安装有金属口4。
38.内衬2形成收纳高压的氢气的收纳空间5。内衬2是在第一加强层30的内表面上形成的树脂层，具备筒状的躯干部21和在躯干部21的两侧形成的圆顶状的侧端部22、23。在本实施方式中，躯干部21沿着高压罐1的轴向x延伸规定的长度，具有圆筒状的形状。侧端部22、23在躯干部21的两侧分别连续地形成，具有圆顶状的形状。侧端部22、23随着从躯干部21远离而缩径，在一侧端部22处，在最缩径的部分形成管状部，在该管状部中形成有贯通孔。
39.构成内衬2的树脂优选为将填充的气体保持在收纳空间5内的性能即气体阻隔性良好的树脂。作为这种树脂，可举例作为后述的树脂材料m列举的热塑性树脂或热固性树脂。
40.金属口4通过将铝或铝合金等金属材料加工成规定形状而成。在金属口4上安装有用于相对于收纳空间5而将氢气填充以及排出的阀6。在阀6上设有密封构件6a，该密封构件6a在圆顶构件32的突出部32b处与内衬2的内表面接触而将高压罐1的收纳空间5密封。
41.加强部3具有对内衬2进行加强而使高压罐1的刚性和耐压性等机械性强度提高的功能，由包含强化纤维(连续纤维)和基质树脂的纤维强化树脂构成。加强部3具有以覆盖内衬2的外表面的方式形成并由纤维强化树脂构成的第一加强层30和以覆盖第一加强层30的外表面的方式形成并由纤维强化树脂构成的第二加强层34。第一加强层30通过筒构件31和与该筒构件的两侧接合的圆顶构件32、33来一体地形成。
42.第一加强层30通过将由包含连续纤维和作为基质树脂的热固性树脂的纤维强化树脂构成的层多个层叠而成。筒构件31的连续纤维以与筒构件31的轴向x大致正交的角度呈周状定向，换言之筒构件31的连续纤维沿筒构件31的周向定向。圆顶构件32、33的连续纤维没有沿筒构件31的周向定向，从顶部附近朝向周端部32a、33a沿与周向交叉的各种各样的方向延伸。
43.在本实施方式中，筒构件31的连续纤维和圆顶构件32、33的连续纤维不连续(未相连)。这是为了如后述那样在分开形成筒构件31以及两个圆顶构件32、33之后将一对圆顶构件32、33安装于筒构件31的两端。
44.第二加强层34通过将由包含连续纤维和作为基质树脂的热固性树脂的纤维强化树脂构成的层多个层叠而成。第二加强层34以覆盖第一加强层30的外表面的方式形成。即，第二加强层34是将筒构件31的外表面和圆顶构件32、33的外表面覆盖的层。第二加强层34的连续纤维以与筒构件31的轴向x平行或者相对于筒构件31的轴向x倾斜规定的角度以下的方式定向，并且以经由筒构件31并跨越一对圆顶构件32、33的方式定向。通过该连续纤维，能够将圆顶构件32、33束缚于筒构件31。
45.在本实施方式的高压罐1中，如后述那样，筒构件31和第二加强层34紧贴地形成(参照图10)，因此能够提高第一以及第二加强层30、34的粘接力。
46.2.关于高压罐1的制造方法
47.接着，说明本发明的一实施方式的高压罐1的制造方法。图2是说明高压罐1的制造方法的工序的流程图。高压罐1的制造方法如图2所示的那样包括筒构件制作工序s1、圆顶构件制作工序s2、接合体制作工序s3、第二加强层形成工序s4和内衬形成工序s5。
48.需要说明的是，筒构件制作工序s1、接合体制作工序s3以及第二加强层形成工序s4分别相当于本发明中所说的“制作筒构件的工序”、“制作接合体的工序”以及“形成第二加强层的工序”。并且，筒构件制作工序s1以及圆顶构件制作工序s2相互独立地进行，因此既可以并行地进行，也可以先进行任一方。首先，从筒构件制作工序s1开始进行说明。
49.2-1.关于筒构件制作工序s1
50.在图2所示的筒构件制作工序s1中，如图3所示的那样制作通过将浸渍有第一热固性树脂的连续纤维f1沿着周向卷绕而成的筒状的卷绕体31a，使卷绕体31a中包含的第一热固性树脂热固化而制作筒构件31。制作的筒构件31在以后的工序中成为第一加强层30的一部分。
51.在制作卷绕体31a时，如图3所示，例如在圆柱状的芯棒100的外表面上通过例如绕丝法(fw法)来卷绕纤维束f1。纤维束f1通过使浸渍有第一热固性树脂的连续纤维f1多个成束而成。
52.芯棒100的外径是与筒构件31的内径相当的外径，优选设定成各圆顶构件32、33能够从筒构件31的外侧与筒构件31嵌合的大小。芯棒100的材质没有特别限定，不过优选为金
属。由此，能够使芯棒100迅速升温或迅速冷却，因此热固化时能够实现任意的温度曲线。
53.在卷绕纤维束f1时，通过旋转机构(未图示)来使芯棒100沿周向旋转的同时，将纤维束f1以带箍缠绕的方式呈层状缠绕于芯棒100。缠绕以向纤维束f1施加规定的缠绕张力的同时形成多个缠绕的纤维束f1的层的方式进行。
54.带箍缠绕是以芯棒100的中心轴和纤维束f1的缠绕方向构成的缠绕角度大致垂直的方式将纤维束f1沿芯棒100的周向缠绕的形态。在此，“大致垂直”是指包含90
°
和由于以避免相邻的纤维束f1彼此重叠的方式错开纤维束f1的缠绕位置而可能产生的90
°
左右的角度这两者。由此，形成将连续纤维沿周向定向的筒状的卷绕体31a。
55.卷绕体31a如图3所示的那样形成为轴向x的各端部31a的厚度随着向卷绕体31a的轴向x的端部前进而逐渐变薄。由此，在将一对圆顶构件32、33与筒构件31的两端部31a、31a接合时，很难在筒构件31的外表面与圆顶构件32、33的外表面之间的连接部分处形成阶梯。
56.为了使卷绕体31a的轴向x的两端部31a、31a的厚度逐渐变薄地形成，既可以使纤维束f1的缠绕宽度逐渐变窄，也可以通过用辊等按压卷绕体31a的轴向x的两端来使厚度逐渐变薄。
57.在此，参照图15a以及图15b来说明作为本实施方式的比较例的高压罐的制造方法。需要说明的是，对于与本实施方式相同的构件以及部分，标注相同的标号并省略其详细的说明。在作为比较例的高压罐的制造方法中，在制作筒构件时，制作通过在芯棒100的外表面上卷绕浸渍有热固性树脂的连续纤维而成的筒状的卷绕体91a。
58.在使卷绕体91a热固化时，卷绕体91a中包含的热固性树脂的粘度开始下降，因此热固性树脂从卷绕体91a的表面渗出，在卷绕体91a上形成表面层91b。表面层91b以与其他的部分相同的程度包含树脂前驱体和液状的固化剂，因此表面层91b也与其他的部分的热固性树脂一样热固化。
59.即使在热固化的表面层91b上形成了第二加强层94，筒构件91与第二加强层94之间仍存在固化的表面层91b，因此有时会使筒构件91与第二加强层94之间的粘接力下降。
60.因此，在本实施方式中，如图4a所示，作为第一热固性树脂，使用包含由树脂前驱体构成的主剂r和使树脂前驱体的分子彼此化学结合的粒状的固体固化剂c的热固性树脂。
61.树脂前驱体既可以为单体也可以为预聚物，通过固化剂而发生树脂前驱体的交联反应或聚合反应。并且，通过树脂前驱体的交联反应或聚合反应，树脂前驱体的分子彼此直接化学结合或者树脂前驱体的分子彼此经由固化剂(交联剂)而化学结合。通过该化学结合，热固性树脂固化。
62.如图4a所示，热固化前，卷绕体31a中包含第一热固性树脂，该第一热固性树脂包含主剂r和固体固化剂c。在使卷绕体31a中包含的第一热固性树脂热固化的初期阶段，由于加热的热，在作为主剂r的树脂前驱体的分子彼此的化学结合进行前，主剂r的粘度下降，主剂r从连续纤维f1之间向卷绕体31a的表面渗出。
63.在此，固体固化剂c是粒状的固化剂，因此与粘度下降的主剂r相比，容易被连续纤维f1阻挡。其结果是，固体固化剂c残留于卷绕体31a的内部，难以到达卷绕体31a的表面。由此，在卷绕体31a的表面上形成与其他的部分相比而固体固化剂c相对于主剂r的比例较少的表面层31b。
64.然后，第一热固性树脂的温度进一步上升，固体固化剂c溶解，溶解的状态的固体
固化剂c和主剂r的树脂前驱体发生化学反应，第一热固性树脂固化。然而，在卷绕体31a的表面上形成的表面层31b中，固体固化剂c相对于主剂r的比例较少，因此即便为了热固化而对卷绕体31a进行加热，表面层31b也难以固化，因此能够维持比其他的部分(卷绕体31a的内部的树脂)柔软的状态。并且，在加热后的表面层31b中残留有作为主剂r的树脂前驱体，因此与后述的第二加强层34的第二热固性树脂中包含的固化剂发生反应，能够提高第二加强层34相对于筒构件31的粘接力。
65.在本实施方式中，固体固化剂c的粒径(中值粒径)优选大于图5所示的连续纤维f1彼此之间的间隙g。由此，固体固化剂c更难以通过连续纤维f1彼此之间，因此更能够将固体固化剂c留在卷绕体31a内。由此，能够形成与其他的部分相比而固体固化剂c相对于主剂r的比例较少的表面层31b。
66.连续纤维f1彼此之间的间隙g的大小能够通过由图5所示的那样沿着一方向对齐的相邻的连续纤维f1的中心彼此之间的距离d2减去相邻的连续纤维f1的各纤维的半径d1来求出。相邻的连续纤维f1的中心彼此之间的距离d2能够根据纤维体积含有率vf来求出。纤维体积含有率是与包含树脂和纤维的整体的体积相对的纤维的含有率。
67.固体固化剂c的粒径取决于连续纤维f1的半径d1以及纤维体积含有率vf的条件，不过优选为20μm以上。固体固化剂c的粒径表示通过激光衍射散射式粒度分布测定法来测定的中值粒径(d50)。
68.作为连续纤维f1，能够使用玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、硼纤维以及碳纤维等强化纤维，从轻量性和机械性强度等角度出发，特别优选使用碳纤维。
69.作为第一热固性树脂的主剂r，可列举酚醛树脂前驱体、密胺树脂前驱体、尿素树脂前驱体以及环氧树脂前驱体等树脂前驱体。从机械性强度等角度出发，特别优选使用环氧树脂前驱体。环氧树脂前驱体在未固化状态下具有流动性，在热固化后成为形成坚韧的交联构造的环氧树脂。
70.以满足上述的固体固化剂c的粒径与连续纤维f1彼此之间的间隙g的关系为前提，作为第一热固性树脂的固体固化剂c，若能够使主剂r(树脂前驱体)彼此化学结合，则没有特别限定。在主剂r为例如环氧树脂前驱体的情况下，作为固体固化剂c，可列举胺类、酸酐类、双氰胺(dicy)或有机酸酰肼等。
71.作为胺类，可使用芳香族胺，具体而言可列举间苯二胺、二氨基二苯甲烷或二氨基二苯砜等。作为酸酐类，可使用芳香族酸酐、环状脂肪族酸酐、氯菌酸酐等卤素系酸酐、或脂肪族酸酐等。作为芳香族酸酐，可列举邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇双偏苯三酸酐或甘油偏苯三酸酐等。作为环状脂肪族酸酐，可列举马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐或甲基环己烯二羧酸酐等。作为脂肪族酸酐，可列举烷基苯乙烯-马来酸酐共聚物或聚壬二酸酐等。
72.在本实施方式中，作为一例，使用双氰胺。双氰胺是熔点207～210℃的高熔点结晶，通过加热，在规定的温度下，双氰胺分解成氨基氰而变成溶液状态，能够与环氧树脂前驱体发生反应。
73.并且，在本实施方式中，也可以与固体固化剂c一起使用固化促进剂。固化促进剂若使固体固化剂c的固化性提高，则没有特别限定，具体而言可列举咪唑、叔胺或芳香族胺
等。在本实施方式中，作为一例，使用咪唑。咪唑在热固化时能够作为使固体固化剂c的熔点降低的催化剂起作用。
74.需要说明的是，在此说明了通过fw法来形成筒构件31的例子。然而，也可以通过片材缠绕法(sheet winding method)，在芯棒100的外表面上缠绕浸渍有第一热固性树脂的纤维片来形成筒构件31。或者，作为其他的方法，也可以通过在旋转的芯棒100的内表面上粘贴纤维片的所谓cw(centrifugal winding：离心缠绕)法来形成筒构件31。
75.2-2.关于圆顶构件制作工序s2
76.在图2所示的圆顶构件制作工序s2中，形成作为第一加强层30的一对圆顶构件32、33。具体而言，首先如图6所示的那样，通过例如绕丝法(fw法)，将浸渍有热固性树脂的纤维束f2卷绕于芯棒200的外表面。
77.芯棒200具有主体部201和从主体部201的一端向外侧延伸的轴部202。主体部201从轴部202的轴向观察形成为圆形状。在主体部201的轴向中央的外周面上形成有沿周向跨越一周延伸的槽部201a。芯棒200的外表面是除了内衬2的躯干部21以外将圆顶状的侧端部22、23接在一起的形状，在与该连接点相当的位置形成槽部201a。轴部202以能够旋转的方式支承于旋转机构(未图示)。
78.在将纤维束f2卷绕于芯棒200的外表面时，通过使芯棒200旋转，以覆盖芯棒200的外表面的方式缠绕纤维束f2，形成纤维束f2的球壳状的卷绕体35。此时，也在轴部202的外表面上缠绕纤维束f2，由此如图7所示的那样形成具有贯通孔32c的圆筒状的突出部32b。将纤维束f2按与轴部202的轴向以例如30～50度交叉的角度缠绕。
79.需要说明的是，为了使各圆顶构件32、33的周端部32a、33a的厚度随着向圆顶构件32、33的轴向x的开端部前进而逐渐变薄，也可以用辊等按压与纤维束f2的卷绕体35的连接点相当的位置的附近。
80.接着，从图6所示的状态开始，在突出部32b的外表面上安装金属口4，使纤维束f2的卷绕体35的热固性树脂热固化。使用刀具210(参照图6)将固化的纤维束f2的卷绕体35分割成两个。在进行分割时，一边使芯棒200旋转，一边将刀具210的刀尖插入芯棒200的槽部201a。由此，能够用刀具210将纤维束f2切断，将纤维束f2的卷绕体35分割成两个。如图7所示，将分割的卷绕体35从芯棒200分离，由此形成一对圆顶构件32、33。
81.纤维束f2也可以通过使浸渍有热固性树脂的连续纤维f2多个成束而成。作为连续纤维f2，可列举与作为连续纤维f1例示的强化纤维相同的纤维，从轻量性和机械性强度等角度出发，优选使用碳纤维。纤维束f2中浸渍的热固性树脂也可以与第一热固性树脂相同。在该情况下，也在一对圆顶构件32、33的表面上形成与筒构件31的表面层31b相同的表面层，因此能够提高圆顶构件32、33与第二加强层34的紧贴性。并且，该热固性树脂的主剂为环氧树脂前驱体，固化剂可以为液状固化剂，在该情况下，液状固化剂优选为多胺等。
82.需要说明的是，在此说明了通过fw法来形成一对圆顶构件32、33的例子，但是并不限定于此，也可以使用贴带法(tape placement method)来形成一对圆顶构件32、33。在该情况下，可以利用辊将纤维束向圆顶状的模具的表面加压并粘贴来形成各圆顶构件32、33。
83.2-3.关于接合体制作工序s3
84.接着，如图2所示，进行接合体制作工序s3。在该工序中，如图8所示的那样将一对圆顶构件32、33与筒构件31的两端部31a、31a接合。具体而言，将各圆顶构件32、33的周端部
32a、33a与筒构件31的各端部31a接合。由此，制作与第一加强层30相当的接合体30a。在本实施方式中，表面层31b露出在接合体30a的筒构件31的外表面上。
85.在进行接合时，也可以相对于筒构件31而从筒构件31的外侧嵌合各圆顶构件32、33(参照图9)。在筒构件31的表面上形成柔软的表面层31b，因此能够使筒构件31与一对圆顶构件32、33的接合更坚固。
86.在进行嵌合时，也可以在筒构件31与各圆顶构件32、33之间配置粘接剂(未图示)。粘接剂的材质没有特别限定，不过优选使用例如环氧树脂等热固性树脂。并且，作为粘接剂，也可以使用与筒构件31或圆顶构件32、33相同的成分的热固性树脂。
87.2-4.关于第二加强层形成工序s4
88.接着，如图2所示，进行第二加强层形成工序s4。在该工序中，如图8以及图9所示的那样以跨越一对圆顶构件32、33的方式将浸渍有第二热固性树脂的纤维束f3以螺旋缠绕的方式卷绕于接合体30a。在卷绕后，使卷绕的纤维束f3中包含的第二热固性树脂热固化，形成第二加强层34。通过形成第二加强层34，能够形成具有第一加强层30以及第二加强层34的加强部3。
89.螺旋缠绕是跨越圆顶构件32、33并相对于筒构件31的轴向x倾斜地(10
°
以上且60
°
以下的范围)不断缠绕的缠绕方式。缠绕的纤维束f3的层数只要能确保第二加强层34的强度即可，没有特别限定，不过为例如2～10层程度。
90.在本实施方式中，表面层31b包含未反应的树脂前驱体，因此比筒构件31中包含的其他的热固性树脂柔软，容易变形。因此，在以螺旋缠绕的方式进行卷绕时，表面层31b被纤维束f3推开。其结果是，如图10所示，能够将第二加强层34以与筒构件31的外表面紧贴的方式形成，因此在第二加强层34与筒构件31之间难以形成空隙。
91.在将纤维束f3向接合体30a的外表面上缠绕结束后，使纤维束f3中浸渍的第二热固性树脂热固化。在第二热固性树脂的热固化时，在本实施方式中，表面层31b中包含的主剂r通过第二热固性树脂中包含的固化剂等而能够进行交联或聚合反应。由此，筒构件31的外表面上形成的表面层31b能够起到作为筒构件31与第二加强层34之间的粘接剂的功能，因此能够进一步提高第一加强层30与第二加强层34之间的粘接力。
92.而且，与一对圆顶构件32、33相比，筒构件31与第二加强层34粘接的面积较大，因此通过在筒构件31上形成表面层31b，能够提高第一加强层30与第二加强层34之间的粘接力。
93.在此，纤维束f3通过使浸渍有第二热固性树脂的连续纤维f3多个成束而成，作为连续纤维f3，可列举与作为连续纤维f1例示的强化纤维相同的纤维。
94.纤维束f3中浸渍的第二热固性树脂包含由树脂前驱体构成的主剂和固化剂。作为第二热固性树脂的主剂，可列举与作为第一热固性树脂的主剂r例示的树脂前驱体相同的树脂前驱体，从机械性强度等角度出发，优选使用环氧树脂前驱体。
95.作为固化剂，只要第二热固性树脂的树脂前驱体的分子彼此能够化学结合即可，没有特别限定。作为固化剂，更优选除了第二热固性树脂的树脂前驱体的分子彼此以外，第二热固性树脂的树脂前驱体和第一热固性树脂的树脂前驱体也能够化学结合。因此，第一以及第二热固性树脂优选为相同种类的树脂前驱体。例如，在这些树脂前驱体为环氧树脂前驱体的情况下，作为固化剂，可列举脂肪族胺、芳香族胺或聚酰胺系树脂等。
96.2-5.关于内衬形成工序s5
97.接着，如图2所示，进行内衬形成工序s5。在该工序中，如图11以及图1所示的那样在形成了第二加强层34的接合体30a中以覆盖接合体30a的内表面的方式形成内衬2。
98.内衬2通过将树脂材料m涂敷于接合体30a的内表面而形成。涂敷的方法只要能够形成内衬2即可，没有特别限定。例如图11所示，经由将接合体30a的内部空间与外部空间连通的贯通孔32c，插入喷嘴300，从喷嘴300向内部空间喷出液状或软化的树脂材料m。然后，将喷嘴300从贯通孔32c拔出。
99.然后，将内部空间根据需要加热至规定温度以上，在树脂材料m具有流动性的状态下，使接合体30a沿周向旋转，并且使接合体30a的两端交替地上下移动(参照图11)。由此，树脂材料m在具有流动性的状态下通过接合体30a的旋转而被抬起，并且树脂材料m的一部分因自重而在接合体30a的内表面上向下流，由此树脂材料m成为与接合体30a的内表面整面接触并覆盖的状态。
100.在树脂材料m为热固性树脂的情况下，对内部空间进行加热来使树脂材料m固化，形成内衬2。在树脂材料m为热塑性树脂的情况下，使内部空间的温度降低，由此使树脂材料m在以覆盖接合体30a的内表面的方式接触的状态下固化，形成内衬2。在此，作为树脂材料m，使用常温下具有流动性的两种以上的低分子量
·
低粘度的液体材料，通过反应注射成型(reaction injection molding)法来形成内衬2。在该情况下，通过对内部空间进行加热，由单体生成聚合物，然后通过对内部空间进行冷却，使聚合物固化而形成内衬2。
101.树脂材料m优选为气体阻隔性良好的树脂。作为这种树脂，可列举聚丙烯系树脂、尼龙系树脂(例如6-尼龙树脂或6,6-尼龙树脂)、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸系树脂、abs系树脂、聚酰胺系树脂、聚乙烯系树脂、乙烯-乙烯醇共聚物树脂(evoh)或聚酯系树脂等热塑性树脂。
102.如此形成了内衬2之后，在金属口4上安装阀6，由此图1所示的高压罐1完成。在本实施方式中，在接合体30a的制作后形成内衬2，不过也可以在接合体30a的制作前，在筒构件31以及圆顶构件32、33上形成内衬2(与内衬2相当的树脂层)。
103.3.关于确认试验
104.发明者等进行了如下试验：按照筒构件制作工序s1中说明的筒构件31的制作方法，制作与筒构件31对应的试验件，确认表面层31b的形成。
105.具体而言，在圆柱状的芯棒的外表面上通过fw法卷绕浸渍有第一热固性树脂的连续纤维，以纤维体积含有率vf为67％(树脂重量含有率rc为24质量％)的方式制作筒状的卷绕体。作为第一热固性树脂，使用包含主剂、固体固化剂以及固化促进剂的树脂。详细而言，作为主剂，使用双酚a型树脂以及1,4-丁二醇二缩水甘油醚，作为固体固化剂，使用粒径d50为20μm的dicy，作为固化促进剂，使用咪唑。并且，作为连续纤维，使用纤维的直径具有5～7μm的碳纤维。
106.接着，使筒状的卷绕体中包含的第一热固性树脂热固化，制作作为参考实施例的试验件。用眼观察制作的试验件的时候，在试验件的表面上，确认比其他的部分柔软的表面层的形成。
107.＜参考实施方式＞
108.参照图12～图14来说明参考实施方式。在上述的实施方式中，使用固体固化剂c来
在筒构件31的表面上形成表面层31b，但是在参考实施方式中，通过在筒状的卷绕体31a的热固化时调整加热量来在筒构件31的表面上形成表面层31b。以下，主要说明不同点，关于与上述的实施方式相同的构件以及部分，标注相同的标号并省略其详细的说明。
109.在本参考实施方式中，作为第一热固性树脂，使用包含主剂r以及固化剂的热固性树脂。固化剂只要使作为主剂r的树脂前驱体的分子彼此化学结合即可，既可以为固体固化剂，也可以为芳香族胺等液体固化剂。
110.在本参考实施方式中，使卷绕体31a的第一热固性树脂热固化时，以未消耗而残留的主剂r的量(主剂r的残留量)为指标来设定加热量。以下，以主剂r为环氧树脂前驱体(例如双酚a型树脂以及1,4-丁二醇二缩水甘油醚)的情况为例来说明主剂r的残留量的决定。
111.首先，决定用于实现期望的树脂强度的环氧树脂的固化度。期望的树脂强度例如作为高压罐1的设计条件是加强部3所需要的树脂强度。在此，固化度能够作为玻璃化转变温度(tg)来评价，因此根据图12所示的说明环氧树脂的玻璃化转变温度与树脂强度之间的关系的一例的坐标图，决定带来期望的树脂强度的玻璃化转变温度。例如，根据图12所示的坐标图，在期望的树脂强度为s1mpa以上的情况下，环氧树脂的tg需要t1℃以上。
112.接着，决定tg达到t1℃时的固化时间。具体而言，制作与卷绕体31a对应的试验体，使试验体中包含的第一热固性树脂热固化，测定规定时间内的固化的第一热固性树脂的tg。需要说明的是，tg能够通过例如差示扫描型热量测定法来进行测定。测定结果的一例示于图13。根据图13的坐标图，为了tg达到t1℃，固化温度需要升温至140℃。即，到升温至140℃为止所消耗的环氧基量可说是为了实现期望的树脂强度即s1mpa以上而至少需要的量。
113.图14是表示使上述的试验体热固化时与固化时间相伴的固化温度与环氧基量之间的关系的坐标图。实线l1表示热固化时的温度履历，黑圆表示环氧基量。在测定的吸收光谱的基础上，例如固化剂为芳香族胺的情况下推定芳香环的峰值和环氧树脂的峰值，图14所示的环氧基量是推定的环氧树脂峰值的吸光度与推定的芳香环峰值的吸光度的比。吸收光谱可以通过例如拉曼分光法来测定。
114.根据图14可知，在固化时间经过时，环氧基量减少，到成为固化温度140℃为止，环氧基量相对于热固化前的量减少约62.5％(＝((4.0-1.5)/4.0)
×
100)。即，到升温至140℃为止消耗的环氧基量为约62.5％，如上述那样，该量可说是为了实现期望的树脂强度即s1mpa以上而至少需要的量。
115.因此，相对于热固化前的量，可将约62.5％的环氧基量决定为主剂r的环氧基的残留量的最小值。并且，根据图14，用于使环氧基量残留约62.5％以上的固化温度为约90℃以下。因此，在使卷绕体31a的第一热固性树脂热固化时，为了使例如环氧基量残留62.5％，可以在固化温度(例如表面层31b的温度)变成约90℃时使热固化停止。
116.如此，能够以主剂r的残留量为指标来决定加热量，按照决定的加热量(例如固化温度以及固化时间的条件)来进行热固化，由此能够在筒构件31的外表面上形成表面层31b。需要说明的是，残留的主剂r在第二热固性树脂的热固化时通过固化剂等而进行交联或聚合反应，由此能够达成期望的树脂强度。
117.以上，详细叙述了本发明的一实施方式，不过本发明并不限定于所述的实施方式，在不脱离权利要求书所记载的本发明的精神的范围内，能够进行各种设计变更。