(57)【要約】【課題】  圧力容器において、構造を複雑にすることなく、ガスバリア性を向上させることを課題とする。また、ガスバリア性を有する圧力容器の製造方法において、作業負荷を軽減する。【解決手段】  補強繊維１２と、補強繊維に含浸された熱硬化性樹脂１１とを含む繊維強化樹脂１０から形成された圧力容器１であって、熱硬化性樹脂内にナイロン粒子１５を有する。圧力容器の製造方法であって、溶融した熱硬化性樹脂にナイロン粒子を懸濁させる工程と、補強繊維束にナイロン粒子が懸濁された熱硬化性樹脂を含浸させる工程と、熱硬化性樹脂が含浸した補強繊維束を中子に巻き付ける工程と、中子に巻き付けられた補強繊維束及び熱硬化性樹脂を加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、熱硬化性樹脂が硬化した後に、熱硬化性樹脂から中子を除去する工程とを有する。【選択図】    図６
2020101195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強繊維と、前記補強繊維に含浸された熱硬化性樹脂とを含む繊維強化樹脂から形成された圧力容器であって、
前記熱硬化性樹脂内にナイロン粒子を有する圧力容器。
【請求項２】
前記ナイロン粒子の直径が５μｍ以上３０μｍ以下である請求項１に記載の圧力容器。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂に対する前記ナイロン粒子の割合が、２重量％以上２０重量％以下である請求項１又は請求項２に記載の圧力容器。
【請求項４】
前記圧力容器は、水素ガスを貯留する水素タンクである請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の圧力容器。
【請求項５】
前記圧力容器は、自動車に搭載される請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の圧力容器。
【請求項６】
圧力容器の製造方法であって、
溶融した熱硬化性樹脂にナイロン粒子を懸濁させる工程と、
補強繊維束に前記ナイロン粒子が懸濁された前記熱硬化性樹脂を含浸させる工程と、
前記熱硬化性樹脂が含浸した前記補強繊維束を中子に巻き付ける工程と、
前記中子に巻き付けられた前記補強繊維束及び前記熱硬化性樹脂を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、
前記熱硬化性樹脂が硬化した後に、前記熱硬化性樹脂から前記中子を除去する工程とを有する圧力容器の製造方法。
【請求項７】
圧力容器の製造方法であって、
補強繊維束にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂を含浸させたトウプリプレグを準備する工程と、
前記トウプリプレグを中子に巻き付ける工程と、
前記中子に巻き付けられた前記トウプリプレグを加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、
前記熱硬化性樹脂が硬化した後に、前記熱硬化性樹脂から前記中子を除去する工程とを有する圧力容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂によって形成された自動車用の水素タンクが公知である（例えば、特許文献１及び２）。繊維強化樹脂製の水素タンクは、金属製の水素タンクに対して軽量化の点で有利である。しかし、繊維強化樹脂のマトリクス樹脂として使用されるエポキシやフェノール等の熱硬化性樹脂は、水素ガスバリア性が低いという問題がある。そのため、繊維強化樹脂の層間に水素バリア層を形成したり、繊維強化樹脂の内面に水素ガスバリア性が高い材料から形成されたライナを設けたり、繊維強化樹脂の外面に水素ガスバリア性が高い材料をコーティングしたりする必要があった（例えば、特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２０６２７号公報
【特許文献２】特開２００７−１６２８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、繊維強化樹脂の内面や外面、層間にガスバリア層を設けた水素タンクは、構造が複雑であり、製造工程及び費用が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上の背景を鑑み、水素ガスやＣＮＧ（圧縮天然ガス）、ＬＰＧ（液化石油ガス）を貯留するための圧力容器において、構造を複雑にすることなく、ガスバリア性を向上させることを課題とする。また、ガスバリア性を有する圧力容器の製造方法において、作業負荷を軽減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明のある態様は、補強繊維（１２）と、前記補強繊維に含浸された熱硬化性樹脂（１１）とを含む繊維強化樹脂（１０）から形成された圧力容器（１）であって、前記熱硬化性樹脂内にナイロン粒子（１５）を有する。
【０００７】
この態様によれば、水素ガスやＣＮＧ、ＬＰＧに対するガスバリア性を有するナイロン粒子を熱硬化性樹脂内に存在させることによって、圧力容器のガスバリア性を向上させることができる。ナイロン粒子は硬化する前の熱硬化性樹脂に混合することによって熱硬化性樹脂内に保持させることができる。そのため、圧力容器の構造を複雑にすることなく、圧力容器のガスバリア性を向上させることができる。
【０００８】
上記の態様において、前記ナイロン粒子の直径が５μｍ以上３０μｍ以下であるとよい。
【０００９】
この態様によれば、圧力容器の断面において、熱硬化性樹脂に対して補強繊維の体積割合が多い補強繊維層と、補強繊維に対して熱硬化性樹脂の体積割合が多いマトリクス層とが交互に形成される場合に、ナイロン粒子がマトリクス層に配置され易くなる。これにより、ナイロン粒子を多く含む層を形成することができ、ガスバリア性を向上させることができる。ナイロン粒子の直径が５μｍより小さくなると、例えば５〜１０μｍである補強繊維に対してナイロン粒子が小さくなり、補強繊維層にナイロン粒子が分散し易くなる。その結果、ナイロン粒子を多く含む層を形成することが難しくなる。
【００１０】
上記の態様において、前記熱硬化性樹脂に対する前記ナイロン粒子の割合が、２重量％以上２０重量％以下であるとよい。
【００１１】
この態様によれば、熱硬化性樹脂の成形性を損なうことなく、圧力容器に適切なガスバリア性を付与することができる。熱硬化性樹脂に対するナイロン粒子の割合が、２０重量％より大きくなると、ナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂の粘度が高くなり、ボイド等の内部欠陥が発生し易くなり、成形性が低下する。その結果、繊維強化樹脂の強度が低下する。
【００１２】
上記の態様において、前記圧力容器は、水素ガスを貯留する水素タンクであるとよい。また、前記圧力容器は、自動車に搭載されるものであるとよい。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、圧力容器の製造方法であって、溶融した熱硬化性樹脂にナイロン粒子を懸濁させる工程と、補強繊維束に前記ナイロン粒子が懸濁された前記熱硬化性樹脂を含浸させる工程と、前記熱硬化性樹脂が含浸した前記補強繊維束を中子に巻き付ける工程と、前記中子に巻き付けられた前記補強繊維束及び前記熱硬化性樹脂を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、前記熱硬化性樹脂が硬化した後に、前記熱硬化性樹脂から前記中子を除去する工程とを有する。
【００１４】
この構成によれば、溶融した熱硬化性樹脂にナイロン粒子を混合するという簡単な工程を追加するだけで、ガスバリア性を有する圧力容器を製造することができる。そのため、圧力容器の製造において、作業負荷を軽減することができる。
【００１５】
また、本発明の他の態様は、圧力容器の製造方法であって、補強繊維束にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂を含浸させたトウプリプレグを準備する工程と、前記トウプリプレグを中子に巻き付ける工程と、前記中子に巻き付けられた前記トウプリプレグを加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、前記熱硬化性樹脂が硬化した後に、前記熱硬化性樹脂から前記中子を除去する工程とを有する。
【００１６】
この構成によれば、補強繊維束にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂を含浸させたトウプリプレグを予め準備することによって、圧力容器の成形時に補強繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる工程を省略することができる。これにより、圧力容器の製造装置を簡素化できると共に、作業負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の構成によれば、圧力容器において、構造を複雑にすることなく、水素やＣＮＧ等のガスに対するガスバリア性を向上させることができる。また、ガスバリア性を有する圧力容器の製造方法において、作業負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る圧力容器の斜視図
【図２】実施形態に係る圧力容器の断面図
【図３】タンク本体の断面の模式図
【図４】圧力容器の第１の製造方法に使用される第１製造装置の構成図
【図５】圧力容器の第２の製造方法に使用される第２製造装置の構成図
【図６】圧力容器のタンク本体の断面画像
【図７】圧力容器を形成する繊維強化樹脂におけるナイロン粒子含有量と水素透過係数との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る圧力容器及びその製造方法の実施形態について説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、圧力容器１は、タンク本体２と、タンク本体２の両端に設けられた一対の口金３とを有する。タンク本体２は、円筒状の胴部２Ａと、胴部２Ａの両端を閉塞する半球状の端部２Ｂとを有する。各口金３は、管部３Ａと、管部３Ａの一端に設けられたフランジ３Ｂとを有する。各口金３は、タンク本体２の端部２Ｂの中央部に配置されている。タンク本体２は一対の口金３のフランジを覆うように成形され、タンク本体２と口金３とは互いに結合している。タンク本体２の内部は、口金３を通して外部と連通している。一方の口金３には封止栓が取り付けられ、他方の口金３にはバルブや配管が接続される。
【００２１】
圧力容器１は、水素ガスやＣＮＧ（圧縮天然ガス）、ＬＰＧ（液化石油ガス）を貯留する容器であり、水素タンク、ＣＮＧタンク、ＬＰＧタンク等として構成される。また、圧力容器１は、自動車に搭載されるタンクとして構成されることが好ましい。
【００２２】
タンク本体２は、繊維強化樹脂から形成されている。繊維強化樹脂は、補強繊維と、補強繊維に含浸された熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂内に含まれたナイロン粒子とを有する。熱硬化性樹脂は、加熱処理を受け、硬化した状態となっている。
【００２３】
補強繊維は、例えば、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等であってよい。補強繊維は、連続した繊維であることが好ましく、各繊維が引き揃えられて束を形成している。補強繊維の直径は、例えば５μｍ以上１０μｍ以下であるとよい。補強繊維は、例えば比重が１．６ｇ/ｃｍ３以上１．７ｇ/ｃｍ３以下の炭素繊維や、比重が２．５ｇ/ｃｍ３以上２．７ｇ/ｃｍ３以下のガラス繊維であるとよい。
【００２４】
熱硬化性樹脂は、繊維強化樹脂のマトリクスを構成する。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂や、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル等であってよい。
【００２５】
ナイロン粒子は、ナイロンから形成された粒子である。ナイロンは、例えば、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６，６、ナイロン４，６の少なくとも１つを含む。硬化した熱硬化性樹脂内において、ナイロン粒子の直径は５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。特に、補強繊維の直径が５μｍ以上１０μｍ以下である場合にナイロン粒子の直径は５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。熱硬化性樹脂に対するナイロン粒子の割合は、２重量％以上２０重量％以下であることが好ましい。ナイロンは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と親和性を有する官能基を有する。
【００２６】
図３に示すように、タンク本体２を形成する繊維強化樹脂１０は、タンク本体２の厚み方向において、熱硬化性樹脂１１に対して補強繊維１２の体積割合が多い補強繊維層１３と、補強繊維１２に対して熱硬化性樹脂１１の体積割合が多いマトリクス層１４とが交互に積層している。１つの補強繊維層１３において、各補強繊維１２は平行に延び、束を構成している。ナイロン粒子１５は、熱硬化性樹脂１１の内部に含まれるため、補強繊維層１３よりもマトリクス層１４に多く存在する。すなわち、ナイロン粒子１５は、マトリクス層１４に偏在している。また、ナイロン粒子１５は、積層された補強繊維層１３の間に配置されている。このようにナイロン粒子１５は積層された補強繊維層１３の間に偏在することによって、ナイロン粒子１５の層を形成する。
【００２７】
次に、上述した圧力容器１を製造するための第１及び第２の製造方法について説明する。第１及び第２の製造方法は、公知のフィラメントワインディング法を利用している。
【００２８】
第１の製造方法では、図４に示す第１製造装置２０が使用される。第１製造装置２０は、給糸装置２１と、含浸装置２２（レジンバス）と、成形装置２３（フィラメントワインダ）とを有する。
【００２９】
給糸装置２１は、複数本の補強繊維が互いに平行に引き揃えられた補強繊維束２５を供給する。給糸装置２１は、補強繊維が巻き付けられた複数のクリール２６を有し、各クリール２６から供給される補強繊維を引き揃えて１本の補強繊維束２５を形成する。給糸装置２１は、補強繊維束２５の張力を制御する張力制御部を有しているとよい。
【００３０】
含浸装置２２は、槽２８と、槽２８の上部に設けられた含浸ローラ２９及び複数のガイドローラ３１とを有する。槽２８には、溶融した熱硬化性樹脂にナイロン粒子を懸濁させた樹脂混合物３２が貯留されている。給糸装置２１から供給される補強繊維束２５は、含浸ローラ２９の下方を通過することによって、槽２８内に貯留された樹脂混合物３２内を通過する。補強繊維束２５が樹脂混合物３２内を通過することによって、補強繊維束２５にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂が含浸される。すなわち、補強繊維束２５にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂が付着する。
【００３１】
成形装置２３は、熱硬化性樹脂が含浸した補強繊維束２５を供給する供給部３５と、可動アーム（不図示）に支持された支持軸３７とを有する。支持軸３７は、その外周に、タンク本体２の内面を成形するための中子３８と、圧力容器１の一対の口金３とを支持する。供給部３５は、含浸装置２２を通過した補強繊維束２５が通過する通路を有する。供給部は、例えば複数のローラによって通路を画定するとよい。供給部３５は、含浸装置２２から中子に供給される補強繊維束２５の中継部をなし、補強繊維束２５の中子３８への供給角度や供給位置を変更できるように可動機構（不図示）によって支持されている。支持軸３７は、可動アームによって傾動及び回転可能に支持されている。
【００３２】
第１の製造方法は、溶融した熱硬化性樹脂にナイロン粒子を懸濁させる工程（第１工程）と、補強繊維束にナイロン粒子が懸濁された熱硬化性樹脂を含浸させる工程（第２工程）と、熱硬化性樹脂が含浸した補強繊維束を中子３８に巻き付ける工程（第３工程）と、中子３８に巻き付けられた補強繊維束及び熱硬化性樹脂を加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる工程（第４工程）と、熱硬化性樹脂が硬化した後に、熱硬化性樹脂から中子３８を除去する工程（第５工程）とを有する。第１の製造方法で使用される補強繊維、熱硬化性樹脂、及びナイロン粒子は、上述した材質であってよい。
【００３３】
第１の製造方法の第１工程では、含浸装置２２の槽２８内に溶融した熱硬化性樹脂を貯留し、熱硬化性樹脂にナイロン粉末を添加し、混合する。添加するナイロン粉末は、５μｍ以上３０μｍ以下であるとよい。ナイロン粉末は溶融した熱硬化性樹脂に溶解せずにナイロン粒子として分散し、熱硬化性樹脂に懸濁した状態となる。これにより、ナイロン粒子が溶融した熱硬化性樹脂内に懸濁した樹脂混合物３２が調製される。なお、溶融した熱硬化性樹脂とナイロン粉末との混合は、槽２８と異なる他の容器において実施され、樹脂混合物が槽２８に供給されてもよい。
【００３４】
第１の製造方法の第２工程では、給糸装置２１から複数本の補強繊維を引き出して補強繊維束２５とし、補強繊維束２５を含浸装置２２の槽２８内の樹脂混合物３２内を通過させ、補強繊維束２５にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂を含浸させる。これにより、補強繊維束２５にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂が付着し、補強繊維束２５がナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂によって覆われた状態となる。
【００３５】
第１の製造方法の第３工程では、ナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂が含浸した補強繊維束２５を、成形装置２３によって中子３８及び一対の口金３の外周に巻き付け、タンク本体２の形状に成形する。補強繊維束２５は、含浸装置２２から供給部３５を通過して中子３８の外周に供給される。成形装置２３は、供給部３５の角度及び位置を制御することによって、補強繊維束２５の中子３８への供給角度や供給位置を制御する。また、成形装置２３は、アームの角度及び回転を制御することによって、中子３８への補強繊維束２５の巻き付け角度及び巻き付け量を制御する。補強繊維束２５は、中子３８の表面の各部において複数回巻き付けられ、タンク本体２の厚み方向に複数の層を形成する。
【００３６】
第１の製造方法の第４工程では、中子３８及び口金３に巻き付けられた、ナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂が含浸した補強繊維束２５を加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる。加熱温度は、選択した熱硬化性樹脂の材質の硬化温度に応じて設定されるとよい。熱硬化性樹脂が硬化することによって、形状が定まったタンク本体２が形成される。一対の口金３はタンク本体２と係合し、タンク本体２の両端に固定される。
【００３７】
第１の製造方法の第５工程では、最初に中子３８及び口金３から支持軸３７を引き抜き、口金３を通して中子３８を溶解させるための溶剤をタンク本体２の内部に供給する。これにより、タンク本体２の内側において溶剤によって中子を溶解させる。溶解した中子３８は、口金３を通してタンク本体２の外部に排出する。溶剤は、中子の材質に応じて選択されるとよい。例えば、中子が水溶性である場合には、溶剤は水である。中子が除去されることによって、タンク本体２及び口金３を有する圧力容器１が形成される。
【００３８】
第２の製造方法では、図５に示す第２製造装置５０が使用される。第２製造装置５０は、トウプリプレグ供給装置５１と、成形装置２３とを有する。第２製造装置５０の成形装置２３は、第１製造装置２０の成形装置２３と同様の構成を有するため、説明を省略する。
【００３９】
トウプリプレグ供給装置５１は、予め補強繊維束にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂が含浸したトウプリプレグ５２を成形装置２３に供給する。トウプリプレグ５２は、複数本の補強繊維からなる補強繊維束にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂を含浸させ、乾燥又は加熱によって熱硬化性樹脂を半硬化状態にしたものである。トウプリプレグ５２は、補強繊維束に半硬化状態の熱硬化性樹脂が付着した構造を有し、可撓性を有する。トウプリプレグ５２は、連続した束状（帯状）に形成されている。トウプリプレグ５２は、クリール５３に巻かれた状態で提供される。
【００４０】
第２の製造方法は、補強繊維束にナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂を含浸させたトウプリプレグ５２を準備する工程（第１工程）と、トウプリプレグ５２を中子３８に巻き付ける工程（第２工程）と、中子３８に巻き付けられたトウプリプレグ５２を加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる工程（第３工程）と、熱硬化性樹脂が硬化した後に、熱硬化性樹脂から中子３８を除去する工程（第４工程）とを有する。第２の製造方法で使用される補強繊維、熱硬化性樹脂、及びナイロン粒子は、上述した材質であってよい。
【００４１】
第２の製造方法の第１工程では、溶融した熱硬化性樹脂にナイロン粉末を混合して、熱硬化性樹脂にナイロン粒子が懸濁した樹脂混合物を調製する。続いて、補強繊維を引き揃えた補強繊維束に樹脂混合物を含浸させ、補強繊維束に樹脂混合物を付着させる。続いて、補強繊維束に付着した熱硬化性樹脂を半硬化させるために加熱又は乾燥することによって、可撓性を有するトウプリプレグ５２を得る。
【００４２】
第２の製造方法の第２工程では、トウプリプレグ供給装置５１から供給されたトウプリプレグ５２を成形装置２３によって中子３８及び一対の口金３の外周に巻き付け、タンク本体２の形状に成形する。トウプリプレグ５２は、トウプリプレグ供給装置５１から供給部３５を通過して中子３８の外周に供給される。成形装置２３は、供給部３５の角度及び位置を制御することによって、トウプリプレグ５２の中子３８への供給角度や供給位置を制御する。また、成形装置２３は、アームの角度及び回転を制御することによって、中子３８へのトウプリプレグ５２の巻き付け角度及び巻き付け量を制御する。トウプリプレグ５２は、中子３８の表面の各部において複数回巻き付けられ、タンク本体２の厚み方向に複数の層を形成する。
【００４３】
第２の製造方法の第３工程では、中子３８及び口金３に巻き付けられた、トウプリプレグ５２を加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる。加熱温度は、選択した熱硬化性樹脂の材質の硬化温度に応じて設定されるとよい。熱硬化性樹脂が硬化することによって、形状が定まったタンク本体２が形成される。一対の口金３はタンク本体２と係合し、タンク本体２の両端に固定される。
【００４４】
第２の製造方法の第４工程は、第１の製造方法における第５工程と同様である。第２の製造方法における第３工程によって硬化したタンク本体２から中子３８が除去され、タンク本体２及び口金３を有する圧力容器１が形成される。
【００４５】
以上のように構成した圧力容器１は、ガスバリア性を有するナイロン粒子が熱硬化性樹脂内に存在するため、圧力容器１のガスバリア性を向上させることができる。例えば、熱硬化性樹脂がエポキシである場合、ナイロンの方がエポキシより水素、ＣＮＧ、ＬＰＧ等のガスに対するガスバリア性が高いため、エポキシからなる繊維強化樹脂のマトリクスのガスバリア性を向上させることができる。また、ナイロンはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の分子運動を阻害し、水素分子の熱硬化性樹脂内における活性化拡散流れを阻害する。この作用によって、繊維強化樹脂のガスバリア性を向上させることができる。ナイロン粒子は、例えば水素、ＣＮＧ、ＬＰＧ等に対する圧力容器１のガスバリア性を向上させることができる。
【００４６】
図６は、補強繊維１２を炭素繊維、熱硬化性樹脂１１をエポキシ樹脂、ナイロン粒子１５をナイロン６，６とした繊維強化樹脂からなるタンク本体２の断面画像（顕微鏡写真）を示す。図６に示すように、ナイロン粒子１５は、熱硬化性樹脂１１に溶解せずに熱硬化性樹脂１１内に粒子状に存在する。ナイロン粒子１５は、熱硬化性樹脂１１内に存在するため、補強繊維層１３よりもマトリクス層１４に多く存在する。これにより、ナイロン粒子１５は、積層された補強繊維層１３の間に配置されている。ナイロン粒子１５は補強繊維層１３の間（マトリクス層１４）に偏在し、ナイロン粒子１５の層を形成する。
【００４７】
ナイロン粒子の直径を５μｍ以上３０μｍ以下にすることによって、直径が５μｍ以上１０μｍ以下である補強繊維１２の間にナイロン粒子が進入し難くなり、ナイロン粒子はマトリクス層１４に多く存在するようになる。仮に、ナイロン粒子の直径を５μｍより小さくすると、ナイロン粒子が補強繊維１２の間に分散し易くなり、ナイロン粒子の層を形成することが難しくなる。
【００４８】
図７は、タンク本体２を形成する繊維強化樹脂におけるナイロン粒子含有量と水素透過係数との関係を示すグラフである。水素透過係数は、繊維強化樹脂の温度を２３℃として測定した値である。タンク本体２を形成する繊維強化樹脂は、補強繊維を炭素繊維、熱硬化性樹脂をエポキシ樹脂、ナイロン粒子をナイロン６，６として形成した。図７に示すように、ナイロン粒子の含有量の増加に応じて、水素透過係数が減少することが確認された。熱硬化性樹脂に対するナイロン粒子の重量％が１０％の場合には、ナイロン粒子の重量％が０％の場合に比べて水素透過係数が４０％減少することが確認された。この結果から、タンク本体２の厚さを１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下、タンク本体２の温度を−５０℃以上８０℃以下、圧力容器１内の水素の圧力を７０ＭＰａとした場合には、熱硬化性樹脂に対するナイロン粒子の割合を２重量％以上２０重量％以下にすることによって、十分なガスバリア性を提供することができる。また、熱硬化性樹脂に対するナイロン粒子の割合が、２０重量％より大きくなると、ナイロン粒子を含む熱硬化性樹脂の粘度が高くなり、ボイド等の内部欠陥が発生し易くなり、成形性が低下する。その結果、繊維強化樹脂の強度が低下する。
【００４９】
ナイロン粒子は溶融した熱硬化性樹脂に混合することによって熱硬化性樹脂内に保持させることができるため、圧力容器１の構造を複雑にすることなく、圧力容器１のガスバリア性を向上させることができる。
【００５０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    ：圧力容器
２    ：タンク本体
３    ：口金
１０  ：繊維強化樹脂
１１  ：熱硬化性樹脂
１２  ：補強繊維
１３  ：補強繊維層
１４  ：マトリクス層
１５  ：ナイロン粒子
２０  ：第１製造装置
２１  ：給糸装置
２２  ：含浸装置
２３  ：成形装置
３８  ：中子
５０  ：第２製造装置
５１  ：トウプリプレグ供給装置
５２  ：トウプリプレグ
【図１】
2020101195.tif 000003
【図２】
2020101195.tif 000004
【図３】
2020101195.tif 000005
【図４】
2020101195.tif 000006
【図５】
2020101195.tif 000007
【図６】
2020101195.tif 000008
【図７】
2020101195.tif 000009