(57)【要約】【課題】ガスバリア層における層切れの有無を検出する。【解決手段】圧力容器Ａは、合成樹脂からなる多層構造のライナー１０と、紫外線の照射により発光する紫外線発光体が添加された合成樹脂からなり、ライナー１０を構成するバリア層２０とを備えている。バリア層２０に層切れ部位が存在している場合、ライナー１０に紫外線を照射したときに、その層切れ部位だけが発光しないので、発光しない部位の有無に基づいて、バリア層２０に層切れ部位が存在するか否かを検出することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなる多層構造のライナーと、
紫外線の照射により発光する紫外線発光体が添加された合成樹脂からなり、前記ライナーを構成するバリア層とを備えていることを特徴とする圧力容器。
【請求項２】
前記バリア層の内面側に積層される内面層が、紫外線の透過を許容する合成樹脂材料からなり、
前記バリア層の外面側に積層される外面層が、可視光線の透過を許容する合成樹脂材料からなることを特徴とする請求項１記載の圧力容器。
【請求項３】
圧力容器を構成する多層構造のライナーであり、紫外線の照射により発光する紫外線発光体が添加された合成樹脂からなるバリア層を有していることを特徴とするライナー。
【請求項４】
前記バリア層の内面側に積層される内面層が、紫外線の透過を許容する合成樹脂材料からなり、
前記バリア層の外面側に積層される外面層が、可視光線の透過を許容する合成樹脂材料からなることを特徴とする請求項３記載のライナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器及びライナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内壁層、接着層、ガスバリア層、接着層及び外壁層の５層からなる合成樹脂製のライナー（樹脂製圧力容器）が開示されている。このライナーは、高圧の水素ガスや天然ガスの充填容器を構成するものである。そのため、ライナーには、貯留されているガスの漏出を防止・抑制する手段として、気体遮断性の高い機能性樹脂であるエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）からなるガスバリア層が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のライナーは５層構造のままでブロー成形により成形することができる。ブロー成形において、軽量化やコスト低減のためにライナーの肉厚を薄くしようとすると、ガスバリア層も薄くなるのであるが、ガスバリア層の厚さが５０〜５００μｍ程度まで薄くなると、ガスバリア層には、ガスバリア層の一部が欠損して層切れと称される部位が発生することが懸念される。ガスバリア層を設ける目的はガスの透過を遮断することであるから、ガスバリア層が一部でも欠損すると、その機能が失われてしまうことになる。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ガスバリア層における層切れの有無を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明の圧力容器は、
合成樹脂からなる多層構造のライナーと、
紫外線の照射により発光する紫外線発光体が添加された合成樹脂からなり、前記ライナーを構成するバリア層とを備えているところに特徴を有する。
【０００７】
第２の発明のライナーは、
圧力容器を構成する多層構造のライナーであり、紫外線の照射により発光する紫外線発光体が添加された合成樹脂からなるバリア層を有しているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
バリア層に層切れ部位が存在している場合、ライナーに紫外線を照射したときに、その層切れ部位だけが発光しないので、発光しない部位の有無に基づいて、バリア層に層切れ部位が存在するか否かを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の圧力容器の断面図
【図２】ライナーの多層構造をあらわす部分拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１及び第２の発明は、前記バリア層の内面側に積層される内面層が、紫外線の透過を許容する合成樹脂材料からなり、前記バリア層の外面側に積層される外面層が、可視光線の透過を許容する合成樹脂材料からなっていてもよい。この構成によれば、ライナーの内面に紫外線を照射することにより、バリア層に層切れ部位が存在しているか否かを、ライナーの外部から目視により確認することが可能である。
【００１１】
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図２を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図１，２にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。
【００１２】
本実施例１の圧力容器Ａは、合成樹脂からなる多層構造のライナー１０と、第１口金１５と、第２口金１６と、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）等からなる外層体２３とを備えて構成されている。圧力容器Ａは、燃料電池自動車や天然ガス自動車に搭載され、高圧の水素ガスや天然ガスの充填容器として用いられる。
【００１３】
ライナー１０は、図１に示すように、径寸法が全長に亘ってほぼ一定の円筒状をなす胴部１１と、胴部１１の軸線方向における上端部に連なる第１ドーム部１２と、胴部１１の軸線方向における下端部に連なる第２ドーム部１３とを備えた単一部品である。ライナー１０の内部は、流体（水素ガスや天然ガス等）を貯留するための貯留空間１４となっている。
【００１４】
第１ドーム部１２の内周には第１口金１５が気密状に固着されている。第２ドーム部１３の内周には第２口金１６の外周が気密状に固着されている。第２口金１６は全体として円筒形をなし、第２口金１６の中心孔１７にはバルブ（図示省略）が取り付けられるようになっている。
【００１５】
ライナー１０は、図２に示すように、内壁層１８（請求項に記載の内面層）と、内面側接着層１９（請求項に記載の内面層）と、バリア層２０と、外面側接着層２１（請求項に記載の外面層）と、外壁層２２（請求項に記載の外面層）とを、内面側から外面側へ順に積層した５層構造の単一部材である。
【００１６】
内壁層１８は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等の紫外線の透過を許容する合成樹脂材料からなり、ライナー１０の最内層を構成する。内壁層１８の材料としては、例えば乳白色の合成樹脂を用いることができる。ライナー１０に貯留されたガスは内壁層１８に直接、接触する。内面側接着層１９は、紫外線の透過を許容する合成樹脂からなり、内壁層１８の外面とバリア層２０の内面とを接着する。
【００１７】
バリア層２０は、紫外線及び可視光線の透過を許容する母材（図示省略）に、紫外線発光体（図示省略）をマスターバッチとして添加したものである。バリア層２０は、ライナー１０（貯留空間１４）内に貯留されるガスがライナー１０の外部へ透過することを遮断・抑制することを目的として用いられている。したがって、バリア層２０の母材としては、気体遮断性の高い機能性樹脂であるエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）等が用いられている。
【００１８】
紫外線発光体は、紫外線が照射されると紫外線のエネルギーを吸収して励起発光し、可視光線を放出する性質を有する。母材に添加された紫外線発光体は、ブロー成形において溶融され、バリア層２０の内部で母材と均一に混合し、バリア層２０の全領域に亘って配されている。
【００１９】
外面側接着層２１は、可視光線の透過を許容する合成樹脂からなり、バリア層２０の外面と、外壁層２２の内面とを接着する。外壁層２２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等の可視光線の透過を許容する合成樹脂材料からなり、ライナー１０の最外層を構成する。外壁層２２の材料としては、例えば乳白色の合成樹脂を用いることができる。外壁層２２の外面には、外層体２３が密着している。外層体２３は、ライナー１０を構成する合成樹脂よりも高い剛性と強度を有し、ライナー１０の外部に露出している。
【００２０】
ライナー１０は５層構造のままでブロー成形により上記形状に成形されている。ブロー成形において、軽量化やコスト低減のためにライナー１０の肉厚を薄くしようとすると、バリア層２０も薄くなる。そのため、バリア層２０に、バリア層２０の一部が欠損した層切れと称される部位が発生することが懸念される。そこで、バリア層２０における層切れの有無を検出する手段として、バリア層２０を、紫外線の照射により発光する紫外線発光体が添加された合成樹脂（ＥＶＯＨ）によって構成した。なお、本発明における紫外線発光体は、紫外線の照射により発光する特性を有すればよく、例えば、蛍光色素、蛍光染料、蛍光顔料等公知の紫外線発光体を用いることができる。また、バリア層の材料である合成樹脂には、紫外線発光体の他に、合成樹脂の製造や使用において通常添加され得る公知の添加剤（酸化防止剤、可塑剤、滑剤、熱安定剤等）がさらに含まれていてもよい。
【００２１】
バリア層２０における層切れの有無の検出は、ライナー１０に外層体２３を積層していない状態（外壁層２２がライナー１０の外面に露出している状態）で、棒状のブラックライト２４を用いて行われる。図１に示すように、ブラックライト２４は、軸線をライナー１０（胴部１１）とほぼ同軸状に向け、第２口金１６の中心孔１７を通してライナー１０の内部に挿入される。この状態で、ブラックライト２４から紫外線をライナー１０の内面に向けて照射すると、紫外線が、内壁層１８と内面側接着層１９を透過してバリア層２０に到達する。
【００２２】
バリア層２０は、紫外線の透過を許容する合成樹脂材料からなるので、バリア層２０に添加されている紫外線発光体は、紫外線のエネルギーを吸収して励起発光し、可視光線を放出する。紫外線発光体から発した可視光線は、外面側接着層２１と外壁層２２を透過してライナー１０の外部へ放出される。このとき、バリア層２０に層切れ部位が存在していなければ、ライナー１０の外面全体から可視光線が放出される。
【００２３】
これに対し、バリア層２０に層切れ部位が存在している場合は、層切れ部位からは可視光線が発せられない。但し、層切れしていない領域から発せられた可視光線の一部は、層切れ部位に向けて照射される。そのため、層切れしている部位と層切れしていない部位とでは、可視光線の色や、可視光線の明るさ等が異なることになる。尚、層切れしていない領域から発せられた可視光線が、層切れ部位との境界で乱反射した場合は、層切れしていない領域よりも層切れ部位の方が、可視光線の明るさが強くなると推察される。
【００２４】
本実施例の圧力容器Ａは、合成樹脂からなる多層構造のライナー１０を備えている。ライナー１０は、紫外線の照射により発光する紫外線発光体が添加された合成樹脂からなるバリア層２０を備えて構成されている。かかる圧力容器Ａ及びライナー１０によれば、バリア層２０に層切れ部位が存在している場合、ライナー１０に紫外線を照射したときに、その層切れ部位だけが発光しない。したがって、発光しない部位の有無に基づいて、バリア層２０に層切れ部位が存在するか否かを検出することができる。
【００２５】
また、バリア層２０の内面側に積層される内面層（内面側接着層１９と内壁層１８）が、紫外線の透過を許容する合成樹脂材料からなり、紫外線発光体は可視光線を放出するものであり、バリア層２０の外面側に積層される外面層（外面側接着層２１と外壁層２２）が、可視光線の透過を許容する合成樹脂材料からなっている。この構成によれば、ライナー１０の内面に紫外線を照射することにより、バリア層２０に層切れ部位が存在しているか否かを、ライナー１０の外部から目視によって確認できる。
【００２６】
尚、本願の発明者は、上記実施例１との比較例として試験を行った。上記実施例１のバリア層２０が、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）等の母材に紫外線発光体を添加したものであるのに対し、比較試験で用いたバリア層は、紫外線発光体が添加されていない合成樹脂（ＥＶＯＨ）、例えばクラレ社製エチレン−ビニルアルコール共重合体「エバール（登録商標）Ｆ１０１Ｂ」または「エバール（登録商標）Ｍ１００Ｂ」である。比較試験では、バリア層以外の条件を上記実施例と同様としたライナー及び圧力容器を作製し、このライナー及び圧力容器に紫外線を照射したが、層切れ部位の有無を確認することができなかった。これにより、本願発明の有効性を確認することができた。
【００２７】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、紫外線をライナーの内面に向けて照射したが、これに限らず、紫外線をライナーの外面に照射し、内面側接着層や内壁層で反射した可視光線をライナーの外部から目視確認するようにしてもよい。
（２）上記実施例１では、紫外線発光体が紫外線の照射によって可視光線を放出するようにしたが、紫外線発光体は紫外線の照射によって赤外線（不可視光線）を放出するものであってもよい。この場合、赤外線センサを用いることにより、層切れ部位の存在の有無を検出することができる。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ…圧力容器
１０…ライナー
１８…内壁層（内面層）
１９…内面側接着層（内面層）
２０…バリア層
２１…外面側接着層（外面層）
２２…外壁層（外面層）
【図１】
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【図２】
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