(57)【要約】【課題】小型化、軽量化を図りながらも、水素がライナー層を透過してしまうことを防止することができる高圧容器を提供することを目的としている。【解決手段】多層樹脂ライナー層は、下記化学式６の構造単位を有するビニルアルコール系樹脂を含有する樹脂層（Ａ）を少なくとも１層有し、その内側にポリアミドを主成分とする組成物からなる層（Ｂ）を有し、外側にポリエチレンを主成分とする層（Ｃ）を有し、樹脂層（Ａ）の端面に対応する第１の位置と開口端部の端面に対応する第２の位置との間にかけて設けられ、層（Ｂ）及び層（Ｃ）を含み、樹脂層（Ａ）を含まない低バリアー部が形成され、バルブ部は、口金の内周面に接続される胴部と、胴部の先に接続され、開口端部の内周面と接触する先端部とが形成され、先端部は、先端側の位置から第１の位置に対応する位置に向かうにしたがって拡径しているものである。【選択図】図２
2017180560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側に突出した開口端部を有する多層樹脂ライナー層と、
前記多層樹脂ライナー層の外層に設けられた補強材層と、
前記多層樹脂ライナー層の前記開口端部に配置された口金と、
前記口金に着脱自在に設けられ、前記口金を塞ぐバルブ部と、
を備え、
前記多層樹脂ライナー層は、
下記化学式６の構造単位を有するビニルアルコール系樹脂を含有する樹脂層（Ａ）を少なくとも１層有し、その内側にポリアミドを主成分とする組成物からなる層（Ｂ）を有し、外側にポリエチレンを主成分とする層（Ｃ）を有し、
前記樹脂層（Ａ）の端面に対応する第１の位置と前記開口端部の端面に対応する第２の位置との間にかけて設けられ、前記層（Ｂ）及び前記層（Ｃ）を含み、前記樹脂層（Ａ）を含まない低バリアー部が形成され、
前記バルブ部は、
前記口金の内周面に接続される胴部と、
前記胴部の先に接続され、前記開口端部の内周面と接触する先端部とが形成され、
前記先端部は、
先端側の位置から前記第１の位置に対応する位置に向かうにしたがって拡径している
ことを特徴とする高圧容器。
【化６】
2017180560.tif 000010
〔式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、Ｘは単結合または結合鎖を示し、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示す。〕
【請求項２】
前記ポリアミドを主成分とする組成物の脆化温度が−４０℃以下であり、かつ、２３０℃でのゼロせん断粘度が１０，０００〜１，０００，０００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１に記載の高圧容器。
【請求項３】
ビニルアルコール系樹脂を含有する樹脂層（Ａ）とポリエチレンを主成分とする層（Ｃ）の間に接着樹脂層（Ｄ）を有する
ことを特徴する請求項１又は２に記載の高圧容器。
【請求項４】
前記先端部は、
前記低バリアー部に対向する部分の径が、前記多層樹脂ライナー層の前記開口端部の内径よりも大きい
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧容器。
【請求項５】
前記口金は、
内周面に形成され、前記胴部が接続される第１の接続部と、
前記内周面のうち前記第１の接続部よりも奥に形成され、前記開口端部の端面に接触する第１の面及び前記先端部に接触する第２の面を有する突出部と、
前記内周面のうち前記突出部よりも奥に形成され、前記開口端部の外周面に接続される第２の接続部と、が形成され、
前記第１の面には、
前記開口端部の内周面と前記先端部との間に流入した内容物が、前記第１の面と前記開口端部の前記端面との間を通過することを防止する第１のシール部材が設けられ、
前記バルブ部の先端部には、
前記開口端部の内周面と前記先端部との間に流入した内容物が、前記第２の面と前記先端部との間を通過することを防止する第２のシール部材が設けられた
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高圧容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高圧の水素等を収容する高圧容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２排出問題を解決すると共に、エネルギー問題を解決可能な燃料電池自動車は、今後の新たな自動車として期待されている。この燃料電池自動車に搭載される水素収容容器（高圧容器）については、水素が漏洩することを防止するために、高強度であることが必要となっている。その一方で、燃料電池自動車の燃費が低下等することを抑制できるように、水素収容容器には、軽量性も求められている。
このため、従来は、外層である炭素繊維樹脂層の内側のライナー層を、金属よりも軽量なポリアミドといった樹脂等で構成した容器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５８８０７８号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／０２１０５１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素収容容器のライナー層については、より水素の透過をさせにくくすることについての性能の向上が望まれている。これは、ライナー層を水素が通過すると、例えば、最外層の炭素繊維樹脂層とライナー層との界面に水素が滞留し、当該滞留した水素の圧力によってライナー層が変形してしまうことがあるからである。このため、ライナー層は、炭素繊維樹脂層のガスバリアー性と同程度以上のガスバリアー性を有することが望ましい。
【０００５】
特許文献１では、ガスバリアー性に優れたポリアミド樹脂をライナー用材料として使用していることが記載されている。しかし、例えば２０（ｍｍ）の炭素繊維樹脂層と同等の水素に対するガスバリアー性をナイロン６で確保しようとする場合においては、水素透過度係数から計算すると、ライナー層の厚みを少なくとも６４（ｍｍ）以上とする必要があり、容器の小型化、軽量化が妨げられる。
【０００６】
ライナー層の構成層は、単層とすることも複数層とすることもできる。しかし、ガスバリアー性が高い材料の中には、水に弱い等のデメリットがあるものも存在する。このような材料をライナー層に用いる場合には、ガスバリアー性を確保するバリアー層の他に、保護層も形成し、ライナー層を複数層とする。ここで、複数層のライナー層の製造にあたってはブロー成形を採用することが好ましいことから、ライナー層の端部（水素の流入出口）の形状は外側に突出し、この端部に口金が取り付けられる。
【０００７】
ブロー成形で製造したライナー層は、バリアー層の表面の広範囲が保護層で覆われる。しかし、ライナー層は層構造であるので、ライナー層の端部の端面の保護が手薄である。特に、高圧容器は高圧の水を封入する耐圧試験が実施され、ライナー層の端面の層間から水が進入してバリアー層が水と接触してしまう可能性がある。また、水素中にも僅かながら、水が含まれているため、試験中でなくても、ライナー層の端面の層間から水が進入してバリアー層が水と接触してしまう可能性がある。
【０００８】
特許文献２には、ライナー層５に挿入する雌ネジ９の外周面をテーパー状にしたことが記載されている。このように、テーパー状にすることで、ライナー層５と雌ネジ９の外周面との接触面圧を増加させ、ライナー層５と雌ネジ９の外周面との間を水が通過しにくくなる。このため、特許文献２の技術を、複数層で構成されたライナー層に適用すると、ライナー層５の端部の端面に水が至りにくくなり、一定程度であれば、バリアー層を保護できる。しかし、高圧容器に高圧水素を封入する場合であれば、試験時に封入される水の圧力も高く設定されることから、より確実にバリアー層を保護することが望まれる。
【０００９】
本発明は上記課題を解消するためのものであり、水素がライナー層を透過してしまうことを防止するにあたって小型化及び軽量化を図ることができるとともに、より確実にライナー層のバリアー層を保護することができる高圧容器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の高圧容器は、外側に突出した開口端部を有する多層樹脂ライナー層と、多層樹脂ライナー層の外層に設けられた補強材層と、多層樹脂ライナー層の開口端部に配置された口金と、口金に着脱自在に設けられ、口金を塞ぐバルブ部と、を備え、多層樹脂ライナー層は、下記化学式１の構造単位を有するビニルアルコール系樹脂を含有する樹脂層（Ａ）を少なくとも１層有し、その内側にポリアミドを主成分とする組成物からなる層（Ｂ）を有し、外側にポリエチレンを主成分とする層（Ｃ）を有し、樹脂層（Ａ）の端面に対応する第１の位置と開口端部の端面に対応する第２の位置との間にかけて設けられ、層（Ｂ）及び層（Ｃ）を含み、樹脂層（Ａ）を含まない低バリアー部が形成され、バルブ部は、口金の内周面に接続される胴部と、胴部の先に接続され、開口端部の内周面と接触する先端部とが形成され、先端部は、先端側の位置から第１の位置に対応する位置に向かうにしたがって拡径しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の高圧容器によれば、ライナー層は、下記化学式１の構造単位（以下において、側鎖１，２−ジオール構造単位とも称する）を有するビニルアルコール系樹脂からなるバリアー層を含む多層構造で構成されており、また、バルブ部の先端部は、樹脂層（Ａ）の端面位置に対応する第１の位置から多層樹脂ライナー層の端面位置に対応する第２の位置までの部分に、多層樹脂ライナー層との接触面圧を増加させる接触面が形成されている。このため、水素がライナー層を透過してしまうことを防止するにあたって小型化及び軽量化を図ることができるとともに、より確実にライナー層のバリアー層を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る高圧容器１００の斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態に係る高圧容器１００の概要構成を示す模式図である。
【図１Ｃ】本発明の実施の形態に係る高圧容器１００の口金５０及び口金５０の周辺構造を説明する図である。
【図１Ｄ】本発明の実施の形態に係る高圧容器１００のバルブ部６０の先端部６０Ｃ及びライナー層４０の開口端部４０ａの拡大説明図である。
【図１Ｅ】本発明の実施の形態に係る高圧容器１００の口金５０の変形例を説明する図である。
【図１Ｆ】図１Ｅに示す変形例の先端部６０Ｃ及びライナー層４０の開口端部４０ａの拡大説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る高圧容器１００の断面図である。
【図３】バリアー層４３に用いる側鎖１，２−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂と、その他の素材との水素バリアー性能を比較して示したものである。
【図４】ＣＦＲＰ層と同等の水素バリアー性能とするために必要な各素材の厚さを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の高圧容器の好ましい実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１４】
〔高圧容器１００について〕
高圧容器１００について説明する。図１Ａは、本実施の形態に係る高圧容器１００の斜視図である。図１Ｂは、本実施の形態に係る高圧容器１００の概要構成を示す模式図である。図１Ｃは、本実施の形態に係る高圧容器１００の口金５０及び口金５０の周辺構造を説明する図である。なお、図１Ｃ（ａ）は全体構造を示し、図１Ｃ（ｂ）は突出部５２ｂ等の拡大図である。また、図１Ｃ（ａ）では、炭素繊維強化樹脂層３０及び衝撃保護層３１は図示を省略している。図１Ｄは、本実施の形態に係る高圧容器１００のバルブ部６０の先端部６０Ｃ及びライナー層４０の開口端部４０ａの拡大説明図である。図２は、本実施の形態に係る高圧容器１００の断面図である。図１Ａは、高圧容器１００内の水素を貯留する空間ＳＳが見えるように便宜的に高圧容器１００を示した図である。図１Ｄではバルブ部６０及びライナー層４０が軸対象であることから、半分の部分を便宜的に示している。また、図１Ｄでは、ボス部５２及びＯリングＯ１等は便宜的に記載を省略している。図２は、図１Ｂの点線Ａで示す矩形範囲における高圧容器１００の断面図であり、高圧容器１００の層構造について説明する図である。
【００１５】
高圧容器１００は、例えば一方向に長い長尺状の水素タンクである。なお、図２に示す円筒状の高圧容器１００は一例であり、高圧容器１００の容量や各寸法は、性能要求等に合わせて適宜設定することができる。高圧容器１００は、ライナー層４０及び炭素繊維強化樹脂層３０を含む構造体である。ライナー層４０が多層樹脂ライナー層に対応し、炭素繊維強化樹脂層３０が補強材層に対応する。
【００１６】
高圧容器１００は、図１Ａに示すように、炭素繊維強化樹脂層３０が設けられた円筒状の胴部１０ａと、胴部１０ａの両端に設けられた肩部１０ｂとを含んでいる。高圧容器１００内には、内容物（水素等のガス等）を収容する空間ＳＳが形成されている。炭素繊維強化樹脂層３０は、例えば、胴部１０ａ及び肩部１０ｂの全体に、炭素繊維がヘリカル巻により巻線されて構成される層と、胴部１０ａにおいてフープ巻により巻線された層とが１層もしくは交互に積層された積層構造を有している。また、肩部１０ｂにおいて、炭素繊維強化樹脂層３０の上部には衝撃保護層３１が設けられている。なお、衝撃保護層３１は、必ずしも設けられている必要はない。また、高圧容器１００には容器内に水素を流入させる、或いは、放出する口金５０と、口金５０を塞ぐバルブ部６０とが設けられている。
【００１７】
口金５０は、金属から構成されている。口金５０は、肩部１０ｂに設けられたボス部５２と、ナット部７０とを有している。口金５０のボス部５２には、バルブ部６０が挿入される貫通孔が、高圧容器１００の軸方向に延びるように形成されている。バルブ部６０は、ボス部５２に着脱自在に設けられている。なお、ナット部７０は、ボス部５２の端面５２Ａに配置されている。
【００１８】
図１Ｃ（ａ）に示すように、ライナー層４０の開口端部４０ａには、ボス部５２及びバルブ部６０が取り付けられている。開口端部４０ａは、ライナー層４０内に形成された水素を貯留する空間ＳＳではなく、空間ＳＳの外側に形成されている。つまり、開口端部４０ａは、外側に突出して形成されている。口金５０は、この開口端部４０ａに配置されている。バルブ部６０は、頭部６０Ａと、胴部６０Ｂと、先端部６０Ｃとを有している。バルブ部６０は、金属から構成される。
【００１９】
頭部６０Ａは、胴部６０Ｂ及び先端部６０Ｃよりも外径が大きい。
【００２０】
胴部６０Ｂは、円柱状部材であり、周面にねじ山６０Ｂ１が形成されている。なお、ボス部５２には、ねじ山６０Ｂ１と締結（接続）するねじ山が形成されている第１の接続部５２Ｂが形成されている。バルブ部６０をボス部５２にねじ込むことで、ねじ山６０Ｂ１と第１の接続部５２Ｂとが係合し、バルブ部６０がボス部５２に締結（接続）される。
先端部６０Ｃは、バルブ部６０の先端Ｔｐに向かうにしたがって縮径するように形成されている。つまり、先端部６０Ｃは、バルブ部６０の先端Ｔｐに向かうにしたがって先細るテーパー面６０Ｃ１が形成されている。換言すると、先端部６０Ｃは、先端側から胴部６０Ｂ側に向かうにしたがって拡径するように形成された部分を有する。
【００２１】
先端部６０Ｃのテーパー面６０Ｃ１は、胴部６０Ｂよりも先端側に形成され、開口端部４０ａの内周面と接触する。具体的には、図１Ｄに示すように、先端部６０Ｃのテーパー面６０Ｃ１は、先端Ｔｐからバリアー層４３の端面４３ａの位置に対応する第１の位置Ｐ１までにかけて形成されている。つまり、先端部６０Ｃは、先端Ｔｐから第１の位置Ｐ１に向かうにしたがって拡径している。なお、先端部６０Ｃは、第１の位置Ｐ１からライナー層４０の端面４０ｂの位置に対応する第２の位置Ｐ２までは、テーパー面が形成されておらず、同一径である。テーパー面６０Ｃ１が、ライナー層４０との接触面圧を増加させている。なお、バリアー層４３については後段で詳しく説明する。
【００２２】
バルブ部６０をボス部５２にねじ込むと、テーパー面６０Ｃ１とライナー層４０との接触面圧が増加し、ライナー層４０内の空間の気密性が向上するように作用する。これにより、ライナー層４０内に充填された水素が、端面４０ｂに至ってしまうことを抑制することができ、端面４０ｂを保護することができる。
【００２３】
先端部６０Ｃは、バリアー層４３の端面４３ａの位置に対応する第１の位置Ｐ１からライナー層４０の端面４０ｂの位置に対応する第２の位置Ｐ２までの部分の径が、ライナー層４０の開口端部４０ａの内径よりも大きくなっている。このため、先端部６０Ｃを開口端部４０ａに挿入すると、先端部６０Ｃの外周面と開口端部４０ａの内周面とが強く押しつけ合うことになり、両者の接触面圧を増加させることができる。
【００２４】
なお、テーパー面６０Ｃ１の態様は図１Ｃ及び図１Ｄに限定されるものではない。例えば、テーパー面６０Ｃ１は、先端部６０Ｃとライナー層４０との接触部分だけであってもよい。つまり、先端部６０Ｃは、先端Ｔｐから、先端部６０Ｃとライナー層４０との接触部分のうち最も先端の第３の位置Ｐ３までが、同一径であってもよい。
【００２５】
また、例えば図１Ｅ及び図１Ｆに示すように、テーパー面６０Ｃ１は、先端部６０Ｃの先端Ｔｐの位置からライナー層４０の端面４０ｂの位置に対応する第２の位置Ｐ２までにかけて、形成されてもよい。この構成でも、バルブ部６０をボス部５２にねじ込むと、テーパー面６０Ｃ１とライナー層４０との接触面圧が増加し、ライナー層４０内の空間の気密性が向上させることができる。
【００２６】
ライナー層４０内の水素が高圧であるほど、ライナー層４０が膨張し、ライナー層４０とバルブ部６０とボス部５２とが強く押しつけ合うことになる。このため、更に、ライナー層４０内の空間の気密性が向上し、端面４０ｂを保護することができる。つまり、ライナー層４０内の水素が高圧であるほど、テーパー面６０Ｃ１の接触面圧は、先端部６０Ｃの径が軸方向において同一であると仮定した場合における、テーパー面６０Ｃ１の対応部分の接触面圧よりも、大きい。具体的には、次の通りである。
ライナー層４０内に水素が充填されると、ライナー層４０の開口端部４０ａは、ボス部５２内の狭い空間に押し込まれ、膨張する。このとき、開口端部４０ａには、バルブ部６０の軸方向と平行な方向の第１の力やバルブ部６０の軸方向と直交する方向の第２の力等が発生している。ここで、仮に、テーパー面６０Ｃ１が形成されていないと、主に、第２の力だけが接触面圧に寄与することになる。しかし、テーパー面６０Ｃ１が形成されていると、第２の力だけでなく第１の力も接触面圧に寄与することになる。このため、テーパー面６０Ｃ１が形成されていると、接触面圧を増加させることができる。
しかし、ライナー層４０内の水素が低圧である場合においては、押しつけ合う力が弱まり、気密性が低下する可能性がある。したがって、高圧容器１００は、次に説明する、ＯリングＯ１及びＯリングＯ２等を備えた構造を採用している。
【００２７】
ボス部５２の内周面には、胴部６０Ｂが締結される第１の接続部５２Ｂが形成されている。また、ボス部５２の内周面には、第１の接続部５２Ｂよりも奥に形成され、開口端部４０ａの端面４０ｂに接触する第１の面５２ｂ１、及び先端部６０Ｃに接触する第２の面５２ｂ２を有する突出部５２ｂが形成されている。つまり、突出部５２ｂは、ライナー層４０及びバルブ部６０の両方に接触している。なお、突出部５２ｂは、ボス部５２のある外側からバルブ部６０のある内側に向かう方向に突出している。さらに、ボス部５２の内周面には、突出部５２ｂよりも奥に形成され、開口端部４０ａの外周面に接続される第２の接続部５２Ｃが形成されている。開口端部４０ａの外周面と第２の接続部５２Ｃとの間にシール材を塗布してシール層を形成してもよい。これにより、開口端部４０ａの外周面と第２の接続部５２Ｃとの間を水素が通過することを抑制することができる。
【００２８】
突出部５２ｂは、第１の面５２ｂ１の形成位置に環状の溝５２ｂ１１が形成されている。そして、溝５２ｂ１１には、開口端部４０ａの内周面と先端部６０Ｃとの間に流入した水素が、第１の面５２ｂ１と開口端部４０ａの端面４０ｂとの間を通過することを防止するＯリングＯ１が設けられている。ＯリングＯ１は、第１のシール部材に対応する。
ＯリングＯ１が設けられていることで、高圧容器１００内の圧力が低く、ライナー層４０とバルブ部６０とボス部５２とが強く押しつけ合う力が低下しても、ライナー層４０とボス部５２との間（端面４０ｂと第１の面５２ｂ１との間）を通って水素が漏洩することを抑制することができる。
【００２９】
バルブ部６０の先端部６０Ｃにも、環状の溝６０ｂが形成されている。溝６０ｂには、開口端部４０ａの内周面と先端部６０Ｃとの間に流入した水素が、第２の面５２ｂ２と先端部６０Ｃとの間を通過することを防止するＯリングＯ２が設けられている。ＯリングＯ２は、第２のシール部材に対応する。溝６０ｂは、バルブ部６０をボス部５２に予め定められたストロークだけねじ込んだときに、ＯリングＯ２と第２の面５２ｂ２とが対向する位置に形成されている。
ＯリングＯ２が設けられていることで、高圧容器１００内の圧力が低く、ライナー層４０とバルブ部６０とボス部５２とが強く押しつけ合う力が低下しても、ボス部５２とバルブ部６０との間（第２の面５２ｂ２とテーパー面６０Ｃ１との間）を通って水素が漏洩することを抑制することができる。
【００３０】
口金５０は、ボス部５２の外周面が炭素繊維強化樹脂層３０及び衝撃保護層３１に接触して、炭素繊維強化樹脂層３０及び衝撃保護層３１に固定されている。このように、口金５０を高圧容器１００の肩部１０ｂに取り付ける構造を採用することにより、上述したブロー成形による一体的な多層構造を有する高圧容器１００の成形が可能になる。
図示省略の水素ステーションに設置された高圧容器１００から水素がバルブ部６０を介して高圧容器１００内に充填されるとともに、高圧容器１００内に収容された水素はバルブ部６０を介して自動車の動力源に供給されるようになっている。
【００３１】
（ライナー層４０）
ライナー層４０は、外側の層から順番に、炭素繊維強化樹脂層３０が巻き付けられた外層４１と、側鎖１，２−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂を含むバリアー層４３と、ポリアミド樹脂を主成分とする内層４４とを備えている。外層４１が層（Ｃ）に対応し、バリアー層４３が樹脂層（Ａ）に対応し、内層４４が層（Ｂ）に対応する。また、ライナー層４０は、外層４１とバリアー層４３との間に設けられ、外層４１とバリアー層４３とを接着する接着性樹脂で構成された接着層４２（接着樹脂層）も備えている。
【００３２】
ここで、バリアー層４３の端面４３ａの位置に対応する第１の位置Ｐ１は、ブロー成形で製造したライナー層４０ごとにずれることがある。ブロー成形では、第１の位置Ｐ１を精度よく制御することができない場合があるからである。したがって、ライナー層４０は、断面視したときに、バリアー層４３が存在する部分（高バリアー部Ｈｂ）と、バリアー層４３が存在しない部分（低バリアー部Ｌｂ）とがある。
低バリアー部Ｌｂは、図１Ｄに示すように、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２までの部分である。低バリアー部Ｌｂは、バリアー層４３の端面に対応する第１の位置Ｐ１と端面４０ｂに対応する第２の位置Ｐ２との間にかけて設けられ、外層４１及び内層４４を含み、バリアー層４３を含まない。低バリアー部Ｌｂは、バリアー層４３が存在しない分、ガスバリアー性が低くなっている。
一方、高バリアー部Ｈｂは、ライナー層４０のうち低バリアー部Ｌｂ以外の部分である。高バリアー部Ｈｂは、図１Ｄに示すように、先端部６０Ｃのうち第３の位置Ｐ３から第１の位置Ｐ１までの部分に接触し、先端部６０Ｃとの接触面圧が増大している。このため、低バリアー部Ｌｂと先端部６０Ｃとの間に水素や水が流入してしまうことを抑制することができるようになっている。
【００３３】
外層４１は、バリアー層４３の外側に配置され、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）を主成分とするものである。本発明に用いられる高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）は、ブロー成形用の超高分子量のものが好ましい。
【００３４】
バリアー層４３は、内層４４の外側に配置され、次に示す化学式１（以下において、一般式（１）とも称する）で表される１，２−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂を含有する樹脂層である。上記のビニルアルコール系樹脂は、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）よりもガスバリアー性が優れており、水素バリアー性能が向上したものになっている。ここで、水素バリアー性能とは水素の透過のさせにくさを示す性能であり、水素バリアー性能が高いほど水素を透過させにくいということである。上記の特定の構造単位を有するビニルアルコール系樹脂は、水溶性でポリビニルアルコールに分類されるが、側鎖１，２−ジオール構造単位を有しない一般的なポリビニルアルコールと比べて、融点と分解温度の差が大きいことに基づき、溶融成形可能であるという利点がある。
【００３５】
側鎖１，２−ジオール構造単位を有するビニルアルコール系樹脂について説明する。側鎖１，２−ジオール含有ポリビニルアルコール系樹脂は、ａ）側鎖１，２−ジオール構造単位と称する、下記式（１）で表される単位；ｂ）ビニルエステル系モノマーに由来するビニルアルコール構造単位；ｃ）必要に応じて共重合される共重合モノマー単位を含有する。以下、これらの構造単位について、順に説明する。
【００３６】
ａ）側鎖１，２−ジオール構造単位
【化１】
2017180560.tif 000003
【００３７】
上記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示し、Ｘは単結合又は結合鎖を示し、Ｒ４〜Ｒ６はそれぞれ独立して水素原子又は有機基を示す。
【００３８】
Ｒ１〜Ｒ６は、すべて水素原子であることが望ましいが、樹脂特性を大幅に損なわない程度の量であれば有機基であってもよい。該有機基としては特に限定しないが、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基が好ましく、必要に応じてハロゲン基、水酸基、エステル基、カルボン酸基、スルホン酸基等の置換基を有していてもよい。Ｒ１〜Ｒ３としては好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、特に好ましくは水素原子である。Ｒ４〜Ｒ６としては、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、特に好ましくは水素原子である。
【００３９】
上記一般式（１）中、Ｘは単結合又は結合鎖であり、結晶性の向上や非晶部におけるフリーボリューム（自由体積空孔サイズ）が低減し、バリアー性が向上する点から単結合であることが好ましい。上記結合鎖としては、特に限定しないが、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、フェニレン、ナフチレン等の炭化水素（これらの炭化水素は、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン等で置換されていてもよい）の他、−Ｏ−、−（ＣＨ２Ｏ）ｍ−、−（ＯＣＨ２）ｍ−、−（ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ２−等のエーテル結合部位を含む構造単位；−ＣＯ−、−ＣＯＣＯ−、−ＣＯ（ＣＨ２）ｍＣＯ−、−ＣＯ（Ｃ６Ｈ４）ＣＯ−等のカルボニル基を含む構造単位；−Ｓ−、−ＣＳ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−等の硫黄原子を含む構造単位；−ＮＲ−、−ＣＯＮＲ−、−ＮＲＣＯ−、−ＣＳＮＲ−、−ＮＲＣＳ−、−ＮＲＮＲ−等の窒素原子を含む構造単位；−ＨＰＯ４−等のリン原子を含む構造などのヘテロ原子を含む構造単位；−Ｓｉ（ＯＲ）２−、−ＯＳｉ（ＯＲ)２−、−ＯＳｉ（ＯＲ)２Ｏ−等の珪素原子を含む構造単位；−Ｔｉ（ＯＲ)２−、−ＯＴｉ（ＯＲ)２−、−ＯＴｉ（ＯＲ)２Ｏ−等のチタン原子を含む構造単位；−Ａｌ（ＯＲ)−、−ＯＡｌ（ＯＲ)−、−ＯＡｌ（ＯＲ)Ｏ−等のアルミニウム原子等の金属原子を含む構造単位などが挙げられる。これらの構造単位中、Ｒは各々独立して任意の置換基であり、水素原子、アルキル基であることが好ましい。またｍは自然数であり、通常１〜３０、好ましくは１〜１５、特に好ましくは１〜１０である。
これらのうち、製造時あるいは使用時の安定性の点から、炭素数１〜１０の炭化水素鎖が好ましく、さらには炭素数１〜６の炭化水素鎖、特に炭素数１の炭化水素鎖が好ましい。  
【００４０】
上記一般式（１）で表される１，２−ジオール構造単位における最も好ましい構造は、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６がすべて水素原子であり、Ｘが単結合である、下記化学式２（以下において、構造式（２）とも称する）で示される構造単位である。
【００４１】
【化２】
2017180560.tif 000004
【００４２】
このような側鎖１，２−ジオール構造単位は、特に限定しないが、（ｉ）ビニルエステル系モノマーと下記一般式（３）で示される化合物との共重合体をケン化する方法、（ｉｉ）ビニルエステル系モノマーと下記一般式（４）で示されるビニルエチレンカーボネートとの共重合体をケン化及び脱炭酸する方法、（ｉｉｉ）ビニルエステル系モノマーと下記一般式（５）で示される２，２−ジアルキル−４−ビニル−１，３−ジオキソランとの共重合体をケン化及び脱ケタール化する方法などにより生成される。
かかる共重合の際に、必要に応じて、ｃ）共重合モノマーを系内に共存させることにより、ｃ）共重合モノマーを共重合させることが可能である。
【００４３】
【化３】
2017180560.tif 000005
【００４４】
【化４】
2017180560.tif 000006
【００４５】
【化５】
2017180560.tif 000007
【００４６】
（３）（４）（５）式中、Ｒ１〜Ｒ６は、いずれも（１）式の場合と同様である。Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立して水素またはＲ９−ＣＯ−（式中、Ｒ９は、炭素数１〜４のアルキル基である）。Ｒ１０及びＲ１１は、それぞれ独立して水素原子又は有機基である。
（ｉ）、（ｉｉ）、及び（ｉｉｉ）の方法については、例えば、特開２００２−２８４８１８号公報、特開２００４−０７５８６６号公報、特開２００４−２８５１４３号公報等に記載の公知の方法を採用できる。
【００４７】
なかでも、共重合反応性及び工業的な取扱いにおいて優れるという点で（ｉ）の方法が好ましく、特にＲ１〜Ｒ６が水素、Ｘが単結合、Ｒ７、Ｒ８がＲ９−ＣＯ−であり、Ｒ９がアルキル基である３，４−ジアシロキシ−１−ブテンが好ましく、その中でも特にＲ９がメチル基である３，４−ジアセトキシ−１−ブテンが好ましく用いられる。
【００４８】
重合は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより行うことができる。
【００４９】
得られた共重合体のケン化についても、従来から公知のケン化方法を採用することができる。すなわち共重合体をアルコール又は水／アルコール溶媒に溶解させた状態で、アルカリ触媒又は酸触媒を用いて行うことができる。アルカリ触媒としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート、リチウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化物やアルコラートを用いることができる。
【００５０】
側鎖１，２−ジオール含有ＰＶＡ系樹脂における側鎖１，２−ジオール構造単位の含有量は、通常０．１〜３０モル％、好ましくは２〜１５モル％、より好ましくは２〜８モル％である。側鎖１，２−ジオール含有率が高くなりすぎると、非晶部分のフリーボリュームが小さくなり、水素溶解性を低減させるという点では好ましいが、側鎖１，２−ジオール含有ＰＶＡ系樹脂の生産性が低下する傾向がある。
一方、側鎖１，２−ジオール含有率が低すぎると、側鎖１，２−ジオール含有ＰＶＡ系樹脂の融点と分解点が近づき、溶融成形が困難となり、多層構造のホース等の成型への適用上、不利になる傾向にある。さらに、水素透過係数が増大する傾向にあり、ひいては水素ガスバリアー性が低下する。
【００５１】
ｂ）ビニルアルコール構造単位
ビニルアルコール構造単位は、通常、ビニルエステル系重合体又は共重合体を構成するビニルエステル系モノマーに由来する構造単位がケン化されることにより生成される。したがって、ケン化度が１００モル％未満の場合には、側鎖１，２−ジオール含有ポリビニルアルコール系樹脂は、ビニルエステル構造単位も含有する。
【００５２】
上記ビニルエステル系モノマーとしては、市場入手性や製造時の不純物処理効率がよい点から、代表的には酢酸ビニルが用いられる。このほか、例えば具体的には、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等の脂肪族ビニルエステル、安息香酸ビニル等の芳香族ビニルエステル等を用いることができ、通常、炭素数３〜２０、好ましくは炭素数４〜１０、特に好ましくは炭素数４〜７の脂肪族ビニルエステルが挙げられる。これらは通常単独で用いるが、必要に応じて複数種を同時に用いてもよい。
【００５３】
ｃ）共重合モノマー単位
側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、上記側鎖１，２−ジオール構造単位を提供するモノマー、ビニルアルコール系モノマーの他、所望により他の共重合モノマーに由来する構造単位を含んでもよい。
【００５４】
側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂の製造に用いられ得る共重合モノマーとしては、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン；３−ブテン−１−オール、４−ペンテン−１−オール等のヒドロキシ基含有α−オレフィン類；さらにビニレンカーボネート類やアクリル酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノ又はジアルキルエステル、アクリロニトリル等のニトリル類、メタクリルアミド等のアミド、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸、ビニルトリメトキシシランやビニルトリエトキシシランなどのシリル基含有モノマー、あるいはその塩などの化合物が共重合されていてもよい。１，３−ジアセトキシ−２−メチレンプロパン、１，３−ジプロピオニルオキシ−２−メチレンプロパン、１，３−ジブチロニルオキシ−２−メチレンプロパンなどが挙げられる。中でも、１，３−ジアセトキシ−２−メチレンプロパンが製造容易性の点で好ましく用いられる。中でも側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂のポリアミド樹脂との親和性が向上する点で、また耐水性の改善や成形性を改善出来る点でエチレン、プロピレン等のα−オレフィンが好ましい。
本発明に用いる側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂においては、ガスバリアー性の観点から、エチレンやプロピレン等のα−オレフィンの含有率が、通常０モル％〜２０モル％未満であることが好ましい。
【００５５】
以上のような構造単位で構成される側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂における重合度は、通常２５０〜１０００、好ましくは３００〜６５０、より好ましくは４００〜５００、さらに好ましくは４４０〜４８０である。重合度が高くなりすぎると、溶融粘度が高くなりすぎて、押出機に負荷がかかり、成形しにくくなる傾向がある。また、溶融混練時のせん断発熱により、樹脂温度が高くなり、樹脂が劣化するおそれがある。一方、重合度が低くなりすぎると、成形品がもろくなるため、ガスバリアー層にクラックが入りやすく、ガスバリアー性、特に小分子である水素ガスのバリアー性が低下する傾向にある。
【００５６】
また、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂のビニルエステル部分のケン化度は、ＪＩＳ  Ｋ６７２６に準じて測定した値で、通常８０〜１００モル％の範囲内で、側鎖１，２−ジオール含有ポリビニルアルコール系樹脂の構成、その他の所望により適宜選択される。好ましくは、９８〜１００モル％、より好ましくは９９〜９９．９モル％、特に好ましくは９９．５〜９９．８モル％である。ケン化度が低くなりすぎると、ＯＨ基の含有量が少なくなることを意味し、ガスバリアー性が低下する傾向にある。
【００５７】
側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、本発明の効果を阻害しない範囲で他の重合体を含有していてもよい。含有しうる重合体としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性エラストマーなどの各種熱可塑性樹脂を挙げることができる。特に、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂の柔軟性を改善できる点でエチレンα−オレフィン共重合樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性エラストマーが好ましい。
また、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂中の熱可塑性樹脂の分散性が向上し、ブロー成形性が改善できる点で、これらの熱可塑性樹脂が水酸基と反応又は水素結合を形成可能な極性官能基を有することが好ましく、極性官能基としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、５−ノルボルネンー２，３−ジカルボン酸無水物（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸無水物ともいう）等のカルボン酸無水物基、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸等のカルボキシル基、及びそれらのメチルエステル、エチルエステル等のアルキルエステル、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等があげられる。
【００５８】
側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂と上記の熱可塑性樹脂との含有量比は、質量比で９．５／０．５〜５／５であることが好ましく、より好ましくは９／１〜６／４、特に好ましくは９／１〜７／３である。熱可塑性樹脂の含有比率が小さすぎると、柔軟性、耐屈曲性の改善が不十分となる傾向があり、含有比率が大きくなりすぎると、水素ガスバリアー性が不足する傾向にある。
【００５９】
仮に水素がライナー層４０を通過してしまうと、ライナー層４０と炭素繊維強化樹脂層３０との間に水素が滞留してしまう。高圧容器１００を減圧すると、水素が膨張し、水素ガスがライナー層４０を押し広げるように作用する。高圧容器１００の加圧と減圧とが繰り返されることで、ライナー層４０を押し広げる作用が繰り返され、やがて、高圧容器１００のうちのライナー層４０の部分が座屈変形してしまうことがある。高圧容器１００は、バリアー層４３を備えているためにライナー層４０を水素が通過しにくくなっており、高圧容器１００のうちのライナー層４０の部分が座屈変形してしまうことを防止でき、耐コラプス性に優れたものとなっている。
【００６０】
側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、薄くても、高い水素バリアー性能を有している。このため、高圧容器１００ではバリアー層４３を薄くすることができる分、水素を貯留する容積を犠牲にしなくても、小型化が可能である。例えば、自動車に搭載する高圧容器１００の場合には、ライナー層４０全体の厚みが例えば３ｍｍ〜６ｍｍ程度となるように高圧容器１００を構成しても、十分に水素バリアー性能を確保することができる。
また、樹脂は、一般的に、熱を持つと冷めにくい性質を有する。高圧容器１００に水素を急速充填すると、高圧容器１００内の温度が急激に上昇し、例えば９０度程度まで上昇することもある。高圧容器１００内の水素を安定的に貯留するためには、高圧容器１００の温度が上がりすぎてしまうのは好ましくない。バリアー層４３は薄くても十分なガスバリアー性を確保できるため、高圧容器１００の放熱性を向上させることができる。この結果、高圧容器１００は水素を安定的に貯留することができるようになっている。
さらに、ライナー層４０を金属よりも軽い樹脂で構成するため、高圧容器１００の軽量化を図ることもできるようになっている。
【００６１】
内層４４は、ポリアミド樹脂を主成分とする組成物からなる樹脂層である。ポリアミド樹脂で構成された樹脂は脆化温度が−４０℃以下であり、かつ、２３０℃でのゼロせん断粘度が１０，０００〜１，０００，０００Ｐａ・ｓであることが好ましい。脆化温度が−４０℃より高いポリアミド樹脂では水素ガス充填時等、低温高圧下に晒されるとクラックが発生する可能性がある。脆化温度を−４０℃以下のポリアミド樹脂で構成された樹脂とはポリアミド樹脂自体の脆化温度が−４０℃以下のものを用いることができ、ポリアミド樹脂としてはナイロン６６系の樹脂、ナイロン系エラストマー等が挙げられる。また、ポリアミド樹脂自体としては脆化温度が−４０℃より高くても、他の樹脂を添加することで、ポリアミド樹脂で構成された樹脂の脆化温度を−４０℃以下とすることもできる。ポリアミド樹脂に添加する樹脂とは、脆化温度が−４０℃以下であるエラストマー等があげられる。ここでいう脆化温度とは、ＪＩＳ  Ｋ７２１６で測定される脆化温度である。
また、外層４１の高密度ポリエチレンに超高分子量の高密度ポリエチレンが使用されていれば、特に問題はないが、ポリアミド樹脂で構成された樹脂は２３０℃でのゼロせん断粘度が１０，０００〜１，０００，０００Ｐａ・ｓであると更に好ましい。ゼロせん断粘度が１０，０００Ｐａ・ｓ未満ではブロー成形性が低下し、１，０００，０００Ｐａ・ｓ以上では溶融押出ができない。ゼロせん断粘度が１０，０００〜１，０００，０００Ｐａ・ｓのポリアミド樹脂で構成された樹脂とはポリアミド樹脂自体のゼロせん断粘度が上記範囲のものを用いても良いし、ポリアミド樹脂に他の樹脂を添加することでゼロせん断粘度を上記範囲としても良い。ポリアミド樹脂に添加する他の樹脂としてはポリアミド樹脂との親和性が高いものが好ましく、特に反応性の極性基を有する樹脂が好ましい。反応性の極性基とは無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等のカルボン酸無水物基が好ましい。
ここでいうゼロせん断粘度（η０）とはせん断粘度（η＊）の角速度〔ω（ｒａｄ／秒）〕分散を０．０１≦ω≦１０の範囲で測定し、下記数式（Ｅｑ−１)のＣｒｏｓｓ−（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ）モデルを最小二乗法により実測のレオロジー曲線〔せん断粘度（η＊）の角速度（ω）分散〕にフィッティングさせることで算出できる。
【００６２】
【数１】
2017180560.tif 000008
【００６３】
ここで、ＢとＴｂは材料定数であり、Ｔは温度である。
【００６４】
下記にポリアミド樹脂のゼロせん断粘度とブロー成形機で樹脂を押出した時のパリソンの保持時間を示す。
パリソンとはブロー成形機のダイスから押出された溶融状態の樹脂中空状円筒のことで、これを一定長さ分押出してから、金型で挟み込んだ後、空気を吹き込むことでライナーを作成するのであるが、ブロー成形機のダイスから押出された後、金型で挟み込まれるまでの間、パリソンは自重が掛かった状態で垂れ下がって行く。このとき、ゼロせん断粘度が低すぎると、パリソンが十分な長さまで押出される前に、自重で引き伸ばされてパリソンが薄く長くなってしまったり、空気を吹き込む前にパリソンが切れたり、中空内がくっついてしまうなど不具合が発生する。適切な垂れさがり時間を見積もる目安として、成形機から押出された溶融状態の樹脂が、高さ約１．５ｍの地面に着くまでの時間をパリソンの保持時間として測定するが、樹脂のゼロせん断粘度が低い場合、パリソンの保持時間が短くなり、ブロー成形性が低下する。通常、パリソンは６０秒以上保持されることが好ましく、この場合、ゼロせん断粘度は１０，０００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００６５】
【表１】
2017180560.tif 000009
【００６６】
ポリアミド樹脂を構成するものとしては、例えば、ナイロン６とナイロン６６の共重合体であるナイロン６／６６を採用することができる。内層４４に強度に優れるポリアミド樹脂を採用することで、高圧容器１００の強度を向上させることができる。
また、ナイロン６／６６は、ポリアミド系の樹脂の中でも、比較的、柔軟性が高く、内層４４に用いた場合、低温高圧下でクラックが発生しにくく、更にはナイロン６／６６にエラストマーを添加したものがポリアミド樹脂で構成された樹脂層に好適に用いることができる。ポリアミド樹脂はポリオレフィン系樹脂に比べて、ガスバリアー性が高い。仮に、内層４４を構成する樹脂のガスバリアー性が低いと樹脂内部に水素が入り込んだ状態で残留し、高圧容器１００を加圧及び減圧する過程を経ることで、内層４４にブリスタが発生してしまうことがある。一方、高圧容器１００は、内層４４にガスバリアー性が高い樹脂を採用しているため、水素が内層４４内に入り込んだ状態で残留してしまうことを抑制することができるようになっており、耐ブリスタ性に優れたものとなっている。
【００６７】
例えば、高圧容器１００内の水素を大量に放出すると、高圧容器１００の温度が−４０度程度まで低下することもある。例えば、車載用の高圧水素容器では、急加速して高速道路を高速で巡航する場合等には、水素を大量に消費することになるため、高圧容器１００内の水素を大量に放出することになり、温度が低下する。ここで、樹脂は、低温にさらされると、一般的に脆くなる性質を有する。
しかし、内層４４は、耐低温脆性に優れたポリアミド樹脂を採用しているため、高圧容器１００の温度が急激に低下する使用環境にあっても脆くなることを抑制することができる。
【００６８】
また、バリアー層４３の側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂と、内層４４のポリアミド樹脂（ナイロン６／６６）とは、親和性がある。このため、バリアー層４３と内層４４との間に、層間剥離が生じてしまうことを防止することができるようになっている。つまり、高圧容器１００では、接着剤等を用いなくても、バリアー層４３と内層４４との接合をより確実なものとし、層間剥離を防止することができるようになっている。
【００６９】
内層４４には、ポリアミド樹脂に加えて、エラストマーが添加されていてもよい。これにより、内層４４のドローダウンを小さくすることができ、加工が行いやすくなる。エラストマーとしては、柔軟性、弾力性等を備えているものであるとよく、例えば、エチレン・オレフィン系エラストマーやウレタン系エラストマーを採用することができる。また、エラストマーとしては、反応性の官能基を有するエラストマーを用いてもよいし、これらのエラストマーを組み合わせてもよい。
【００７０】
接着層４２は外層４１とバリアー層４３とを接着する層であり、外層４１とバリアー層４３との間に介在するように設けられている。接着層４２には樹脂同士の接着をするものであれば、各種の材料を用いることができる。
【００７１】
ここで、高圧容器１００のライナー層４０を製造するときに行うブロー成形について説明する。高圧容器１００のうちライナー層４０に対応する部分の加工は、ブロー成形によって行われる。ブロー成形では、ライナー層４０を構成することになる樹脂に空気を吹き込んで樹脂を膨らませる。これにより、樹脂の内側に水素を貯留する空間を形成する。ブロー成形を実施すると、樹脂が拡がって延びることになる。したがって、ブロー成形では、樹脂が適度な強度を有している方が、樹脂の形を安定させやすい。すなわち、外層４１に高密度ポリエチレン樹脂を採用することで、高圧容器１００を製造するにあたって加工性を向上させることができる。また、高密度ポリエチレン樹脂は、安価な樹脂であるため、高圧容器１００の製造コストが増大してしまうことも抑制することができる。
【００７２】
（炭素繊維強化樹脂層３０）
炭素繊維強化樹脂層３０は、高圧容器１００の所要の耐圧性（機械的強度）を確保するための層であり、ライナー層４０の外周面の全域を覆うように設けられている。この炭素繊維強化樹脂層３０は、強化材に炭素繊維を用い、これに樹脂を含浸させて強度を向上させた複合材料であり、ＣＦＲＰ（ｃａｒｂｏｎ−ｆｉｂｅｒ−ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｌａｓｔｉｃ）と呼ばれている。
【００７３】
炭素繊維強化樹脂層３０には、例えば、ピッチ系炭素繊維を採用することができる。ピッチ系炭素繊維は、繊維断面が褶曲した板状の結晶を有し、この結晶が繊維軸方向に沿って規則正しく配列して集合し、配向性が高くなっており、ＰＡＮ系炭素繊維に比べて弾性率が大きい。なお、炭素繊維強化樹脂層３０は、メソフェーズピッチ系であってもよいし等方性ピッチ系であってもよい。なお、炭素繊維強化樹脂層３０を構成する繊維をライナー層４０に巻き付ける方法には、例えば、フープ巻きやヘリカル巻きがある。なお、ライナー層４０に内圧をかけながら、炭素繊維強化樹脂層３０を構成する繊維をライナー層４０に巻き付けるとよい。特に、ライナー層４０は樹脂である上に従来より薄いため、炭素繊維強化樹脂層３０を構成する繊維を巻き付ける際に、ライナー層４０が変形等してしまうことを抑制することができる。
【００７４】
〔側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂について〕
図３は、バリアー層４３に用いる側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂（ＢＶＯＨ）と、その他の素材の樹脂との水素バリアー性能を比較して示したものである。図３は、各種材料における水素透過度係数を示している（上の行参照）。また、図３は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）の水素透過度を１とし、他の材料との関係で比較している（下の行参照）。上側の行の数値も下側の行の数値も対応しており、上側の行の数値も下側の行の数値も小さいほど水素を透過しにくく、優れた素材であることを示している。
【００７５】
図３に示すように、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）の水素透過度係数が１５２９、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）の水素透過度係数が２７０００、ナイロン６（Ｎｙｌｏｎ６）の水素透過度係数が４９００、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）の水素透過度係数が１３０、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂（ＢＶＯＨ）の水素透過度係数が２０となっている。なお、水素透過度係数の単位は、ｃｃ／２０μｍ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ，４１℃である。
【００７６】
ここで、２０／１５２９≒０．０１３であるため、図３に示すように、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、ＣＦＲＰの０．０１３倍程度しか、水素を透過しない。
【００７７】
また、２０／２７０００≒０．０００７４であるため、図３では示していないが、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂とＨＤＰＥとの比較では、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、０．０００７４倍程度しか水素を透過しない。同様に、ナイロン６との関係では、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、０．００４１倍程度しか水素を透過しない。このように、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、ＨＤＰＥやナイロン６と比較するとはるかに水素を透過しにくいことがわかる。
【００７８】
また、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂については、ガスバリアー性の高い素材として知られている。しかし、２０／１３０≒０．１５であるため、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂は、ＥＶＯＨの０．１５倍程度しか、水素を透過しない。このように、ＥＶＯＨとの比較においても側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂の方が、数分の１程度しか水素を透過せず、ＢＶＯＨは、水素透過度に関する性能の点で非常に優れていることがわかる。
【００７９】
図４は、ＣＦＲＰ層と同等の水素バリアー性能とするために必要な各素材の厚さを示したものである。図４では、ＣＦＲＰの厚みを４０、３０、２０、１０（ｍｍ）として、他の素材も比較している。
例えば、ＣＦＲＰの厚みを４０（ｍｍ）としたとき、この厚みのＣＦＲＰと同等の水素バリアー性能を確保するためには、ＨＤＰＥの厚みを７０６（ｍｍ）とし、ナイロン６の厚みを１２８（ｍｍ）とする必要がある。このように、ＨＤＰＥやナイロン６をライナー層４０のバリアー層４３に用いると、かなりの厚みになってしまうことがわかる。
また、ＥＶＯＨは水素バリアー性能に優れていることから、ＣＦＲＰの厚みが４０（ｍｍ）であるときに、この厚みのＣＦＲＰと同等の水素バリアー性能を確保するためには、ＥＶＯＨの厚みを３（ｍｍ）で賄うことができる。しかし、側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂（ＢＶＯＨ）は、さらに薄くすることができ、０．５２（ｍｍ）で賄うことができる。
このように、バリアー層４３を側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂を含有することで、例えばＣＦＲＰとの比較においては０．０１３倍程度の厚みで賄うことができ、また、ＥＶＯＨとの比較においては０．１７倍程度の厚みで賄うことができる。すなわち、高圧容器１００では、バリアー層４３に側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂を採用することで、バリアー層４３を非常に薄くすることができ、高い水素バリアー性能を確保しながらも、大型化を抑制することができるようになっている。
【００８０】
〔本実施の形態の効果〕
本実施の形態に係る高圧容器１００は、バリアー層４３に水素バリアー性に優れた側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂を採用したため、軽量化を図りながらも、ライナー層４０を水素が透過してしまうことをより確実に防止することができる。また、ライナー層４０を水素が透過してしまうことを防止できる分、耐コラプス性が向上するとともに、高圧容器１００の放熱性が向上する。
【００８１】
本実施の形態に係る高圧容器１００は、内層４４は、ナイロン６／６６の共重合体にエラストマーが配合されて構成されたものであってもよく、水素バリアー性を保持しつつ、高圧容器１００の強度の向上、耐ブリスタ性の向上、及び、耐低温脆性（耐衝撃性）の向上を図ることができる。
【００８２】
本実施の形態に係る高圧容器１００は、バリアー層４３で水素透過を遮断できることから、特殊な機能性を外層４１に持たせる必要がなく、従来からある多層膜容器（例えば、ガソリンタンク等）で使用されている高密度ポリエチレンを採用することができる。このため、高圧容器１００の製造コストを抑制することができる。
【００８３】
本実施の形態に係る高圧容器１００は、バリアー層４３と外層４１の間に接着樹脂層を有していてもよい。接着樹脂層に用いられる接着性樹脂としては、公知の接着性樹脂を用いることが可能であり、通常ポリオレフィン系樹脂をマレイン酸等の不飽和カルボン酸（または不飽和カルボン酸無水物）で変性したカルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂や、極性基を有するフッ素樹脂が好ましく用いられる。前記ポリオレフィン系樹脂としては、外層４１で用いられる樹脂を用いることができる。外層４１に高密度ポリエチレンを採用した場合は、マレイン酸変性の高密度ポリエチレンが好ましく用いられる。
【００８４】
本実施の形態に係る高圧容器１００は、先端部６０Ｃが、先端側の位置から第１の位置Ｐ１に対応する位置に向かうにしたがって拡径している。このため、バルブ部６０をボス部５２にねじ込むと、テーパー面６０Ｃ１とライナー層４０との接触面圧が増加し、ライナー層４０内の空間の気密性が向上するように作用する。したがって、ライナー層４０内に充填された水素が、低バリアー部Ｌｂ側へ至ってしまうことを抑制することができる。なお、高圧容器１００内の圧力が高くなるほど、ライナー層４０が膨張し、さらに、テーパー面６０Ｃ１とライナー層４０との接触面圧が増加するため、ライナー層４０内の空間の気密性がより向上する。
【００８５】
本実施の形態に係る高圧容器１００は、バリアー層４３に水素バリアー性に優れた側鎖１，２−ジオール含有ビニルアルコール系樹脂を採用しているため、バリアー層４３を水から保護する内層４４の厚みを薄くすることができる。すなわち、従来は、ライナー層（バリアー層及び内層）の厚みを増大させることで、水素バリアー性を確保していたが、高圧容器１００はバリアー層４３を採用しており、薄くても十分な水素バリアー性を確保することができる。このため、水素バリアー性の観点から内層４４を厚くする必要がなく、内層４４は、例えば、水からバリアー層４３を保護することができる程度の厚みでよい。このように、高圧容器１００は、内層４４の厚みを薄くすることができ、耐ブリスタ性が向上する。また、内層４４には、外層４１と比較すると高価なポリアミドを用いているので、内層の厚みを薄くできる分、高圧容器１００の製造コストが増大してしまうことも抑制することができる。
【００８６】
本実施の形態に係る高圧容器１００は、第１のシール部材であるＯリングＯ１及び第２のシール部材であるＯリングＯ２を備えている。このため、高圧容器１００内が低圧となり、上述した接触面圧が低下しても、高圧容器１００から水素が漏洩することを抑制することができる。
【００８７】
また、例えば炭素繊維強化樹脂層３０がピッチ系炭素繊維からなる場合について例示しているが、その表面にガラス繊維を強化繊維としたＧＦＲＰを被膜するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０ａ  胴部、１０ｂ  肩部、３０  炭素繊維強化樹脂層、３１  衝撃保護層４０  ライナー層、４０ａ  端部、４０ｂ  端面、４１  外層、４２  接着層、４３  バリアー層、４３ａ  端面、４４  内層５０  口金、５２  ボス部、５２Ａ  端面、５２Ｂ  第１の接続部、５２Ｂ  突出部、５２ｂ１  第１の面、５２ｂ１１  溝、５２ｂ２  第２の面、５２Ｃ  第２の接続部、６０  バルブ部、６０Ａ  頭部、６０Ｂ  胴部、６０Ｂ１  ねじ山、６０Ｃ  先端部、６０Ｃ１  テーパー面、６０ｂ  溝、７０  ナット部、１００  高圧容器、Ｏ１  Ｏリング、Ｏ２  Ｏリング、ＳＳ  空間、Ｐ１  第１の位置、Ｐ２  第２の位置、Ｐ３  第３の位置、Ｔｐ  先端、Ｌｂ  低バリアー部、Ｈｂ  高バリアー部。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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