JP2019111740A - 高圧タンク及び高圧タンクの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高圧タンクにおいて、樹脂層に孔構造である気体透過パスを効率よく形成する。【解決手段】高圧タンクの製造方法は、内側に気体を充填するための空間を有するライナを準備する準備工程と、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維強化樹脂をライナの外側に巻き回すことによって、ライナの外側に繊維強化樹脂の層である繊維強化樹脂層、及び、前記繊維強化樹脂層の外表面に前記熱硬化性樹脂の一部によって形成される層である樹脂層、を形成する形成工程と、繊維強化樹脂層と樹脂層とを熱硬化性樹脂が硬化する温度である予め定められた温度まで昇温させる昇温工程と、昇温工程が実行される期間のうち少なくとも一期間において、ライナ内の圧力を形成工程におけるライナ内の圧力である第１の圧力より高い第２の圧力にする調圧工程と、昇温工程の後に、繊維強化樹脂層と樹脂層との温度を予め定められた温度に維持する温度維持工程と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、高圧タンク及び高圧タンクの製造方法に関する。
従来、中空のライナと、ライナの周囲に繊維強化樹脂の層である繊維強化樹脂層と、を備える高圧タンクが知られている（例えば、特許文献１）。また従来、高圧タンクの製造方法として、ライナに熱硬化性樹脂が含浸された繊維である繊維強化樹脂を未硬化の状態で巻き付けることによって繊維強化樹脂層を形成する工程と、硬化炉での加熱によって繊維強化樹脂層を硬化させる工程と、を備える技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２０１７−９６３３４号公報
ここで、繊維強化樹脂層を形成する際には、繊維強化樹脂層中の熱硬化性樹脂が繊維強化樹脂層の外表面に染み出すことによって、繊維を含まない熱硬化性樹脂の層である樹脂層が形成される場合がある。発明者らは、熱硬化性樹脂が硬化する際に、この樹脂層に孔構造である気体透過パスが形成される場合があることを見出した。この気体透過パスは、樹脂層を挟んでライナ側である内側と高圧タンクの外側とを連通させる。
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、高圧タンクの製造方法が提供される。この形態の高圧タンクの製造方法は、内側に気体を充填するための空間を有するライナを準備する準備工程と、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維強化樹脂を前記ライナの外側に巻き回すことによって、前記ライナの外側に前記繊維強化樹脂の層である繊維強化樹脂層、及び、前記繊維強化樹脂層の外表面に前記熱硬化性樹脂の一部によって形成される層である樹脂層、を形成する形成工程と、前記繊維強化樹脂層と前記樹脂層とを前記熱硬化性樹脂が硬化する温度である予め定められた温度まで昇温させる昇温工程と、前記昇温工程が実行される期間のうち少なくとも一期間において、前記ライナ内の圧力を前記形成工程における前記ライナ内の圧力である第１の圧力より高い第２の圧力にする調圧工程と、前記昇温工程の後に、前記繊維強化樹脂層と前記樹脂層との温度を前記予め定められた温度に維持する温度維持工程と、を備える。この形態の高圧タンクの製造方法によれば、調圧工程によって、昇温工程の少なくとも一期間において、ライナ内の圧力を形成工程における第１の圧力よりも高い第２の圧力にしている。これにより、繊維強化樹脂層と樹脂層との硬化が完了する前において、ライナ内のより多くの量の気体を、ライナを透過させて外部へ移動させることができる。ライナの内部から外部へと透過する気体は、硬化前の樹脂層に孔構造を形成しつつ外部へと移動する。このため、気体が流通するための孔構造が形成されている状態で、温度維持工程によって熱硬化性樹脂を硬化することが可能である。したがって、樹脂層に孔構造である気体透過パスを効率よく形成できる。
（２）上記形態の高圧タンクの製造方法において、前記調圧工程は、前記ライナ内の圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力に加圧する加圧工程と、前記加圧工程の後に、前記ライナ内の圧力を前記第２の圧力に維持する圧力維持工程と、前記圧力維持工程の後に、前記ライナ内の圧力を前記第２の圧力より低い第３の圧力に減圧する減圧工程と、を有し、前記昇温工程が実行されている期間のうちの一期間において、前記圧力維持工程を実行してもよい。この高圧タンクの製造方法によれば、昇温工程が実行されている期間のうちの一期間において、前記ライナ内の圧力を第２の圧力にしているので、ライナへの負担が軽減される。
（３）上記形態の高圧タンクの製造方法において、前記調圧工程は、前記形成工程と前記昇温工程との間に実行され、前記ライナ内の圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力に加圧する加圧工程と、前記昇温工程が実行されている全期間において、前記ライナ内の圧力を前記第２の圧力に維持する圧力維持工程と、を有してもよい。この形態の高圧タンクの製造方法によれば、昇温工程が実行されている期間の全期間において、前記ライナ内の圧力を第２の圧力にしているので、圧力制御の複雑化が抑制される。
（４）上記形態の高圧タンクの製造方法において、加圧工程は、ライナ内に不活性ガスを封入することによって、ライナ内の圧力を第２の圧力まで加圧してもよい。この形態の高圧タンクの製造方法によれば、ライナ内に不活性ガスを封入することによって、第２の圧力までライナ内の圧力が加圧されるので、ライナ内における酸素濃度を低下させることができる。これにより、酸化によるライナの劣化を低減できる。
（５）上記形態の高圧タンクの製造方法において、前記不活性ガスは、水素と窒素とヘリウムとアルゴンとのうち少なくとも一つであってもよい。この形態の高圧タンクの製造方法によれば、不活性ガスの分子量が小さいので、分子量が大きい場合と比べて、より多くの量の気体をライナ内から外部へと透過させることができる。これにより、孔構造を効率的に形成することが可能となる。
（６）上記形態の高圧タンクの製造方法において、前記形成工程によって形成される前記樹脂層の破壊靭性値は、１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下であってもよい。この形態の高圧タンクによれば、樹脂層の破壊靭性値は、１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下であるため、気体が樹脂層を介して内側から外側へと樹脂層を押し退けて移動することが容易である。これにより、樹脂層の破壊靭性値が高い場合と比べて、気体が樹脂層を介して内側から外側へと樹脂層を押し退けて移動することによって容易に孔構造を形成できる。このため、高圧タンクの製造後においても、樹脂層に気体透過パスが形成され、気体透過性を向上できる。
（７）本開示の他の形態によれば、高圧の気体を充填するための高圧タンクが提供される。この高圧タンクは、内側に前記気体を充填するための空間を有するライナと、前記ライナの外側に配置された、繊維強化樹脂の層である繊維強化樹脂層と、前記繊維強化樹脂層の外側に配置された、前記熱硬化性樹脂の層である樹脂層と、を備える。前記樹脂層は、前記樹脂層を挟んだ内側と外側とを連通させる孔構造である気体透過パスを有し、前記樹脂層の破壊靭性値は、１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下である。この形態の高圧タンクによれば、樹脂層の破壊靭性値は、１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下であるため、気体が樹脂層を介して内側から外側へと樹脂層を押し退けて移動することが容易である。これにより、樹脂層の破壊靭性値が高い場合と比べて、気体が樹脂層を介して内側から外側へと樹脂層を押し退けて移動することによって容易に孔構造を形成できる。このため、高圧タンクの製造後においても、樹脂層に気体透過パスが形成され、気体透過性を向上できる。
なお、本開示は、上記の高圧タンクの製造方法及び高圧タンク以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、高圧タンクを搭載した車両や高圧タンクの製造装置や高圧タンクの製造に用いる加熱装置の形態で実現できる。
第１実施形態に係る高圧タンクの断面図。 第１実施形態に係る高圧タンクの断面構造の模式図。 第１実施形態に係る高圧タンクの製造工程を説明するためのフローチャート。 第１実施形態において用いられる加熱装置の模式図。 第１実施形態における調圧工程と昇温工程との関係を説明するグラフ。 調圧工程の各工程を説明するためのフローチャート。 樹脂層の破壊靭性値と白濁現象の発生との関係を示す表。 第１実験例に係る高圧タンクの断面構造の模式図。 第３実施形態に係る高圧タンクの製造工程を説明するためのフローチャート。 第３実施形態における調圧工程と昇温工程との関係を説明するグラフ。 熱硬化性樹脂の温度と粘度の変化の関係を説明するグラフ。
Ａ．第１実施形態
Ａ１．高圧タンクの構成
図１は、第１実施形態に係る高圧タンク１００の断面図である。高圧タンク１００は、ライナ２０と、繊維強化樹脂層３０と、樹脂層４０と、２つの口金９１、９２と、を備える。高圧タンク１００は、内部に高圧ガスを貯蔵するためのタンクである。本実施形態において、高圧タンク１００は、内部空間６０に高圧（例えば、７０ＭＰａ）の気体（例えば、水素や天然ガス）を貯蔵するために用いられる。本実施形態において、高圧タンク１００内に貯蔵される高圧の気体は、水素である。高圧タンク１００は、例えば、水素を燃料ガスとして用いる燃料電池を動力源とする燃料電池車両等の移動体に積載される。また、高圧タンク１００は、燃料電池車両に限らず、船舶、飛行機等の移動体、または、住宅、ビル等の定置設備に備えられても良い。
ライナ２０は、円筒状の円筒部と、円筒部の両端に配置された半球状のドーム部と、を有する。ライナ２０は、内側に気体を充填するための空間である内部空間６０を有する中空容器である。ライナ２０は、高圧タンク１００のタンク素体として用いられる。ライナ２０は、ガスバリア性、特に水素の透過性が低い樹脂によって形成されている。ライナ２０を形成する樹脂としては、例えば、ポリアミド６や、エチレンビニルアルコールや、完全ケン化型ポリビニルアルコールが用いることができる。本実施形態では、ポリアミド６が採用されている。
繊維強化樹脂層３０は、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維強化樹脂の層であり、ライナ２０の外側に形成されている。繊維強化樹脂層３０は、ライナ２０の外表面に接して形成されていてもよいし、離型剤を介してライナ２０の外側に形成されていてもよい。繊維強化樹脂層３０は、炭素繊維と熱硬化性樹脂とを含む炭素繊維強化樹脂層３１と、ガラス繊維と熱硬化性樹脂とを含むガラス繊維強化樹脂層３５と、を有する。熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂を用いることができる。本実施形態では、エポキシ樹脂を採用している。また、エポキシ樹脂の硬化速度や強度は、硬化促進剤によって調整されている。
炭素繊維強化樹脂層３１は、ライナ２０の外表面全体と口金９１、９２の一部を覆うように形成されている。炭素繊維強化樹脂層３１は、炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）から成り、耐圧性を有する。炭素繊維強化樹脂層３１の強度（例えば破壊靭性度）は、ガラス繊維強化樹脂層３５や樹脂層４０の強度に比べて、高圧タンク１００の耐圧性への寄与度が大きい。
ガラス繊維強化樹脂層３５は、炭素繊維強化樹脂層３１の外表面を覆うように形成されている。ガラス繊維強化樹脂層３５は、ガラス繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）から成り、炭素繊維強化樹脂層３１より高い耐衝撃性を有する。
樹脂層４０は、ガラス繊維強化樹脂層３５の外表面に形成されている。樹脂層４０は、繊維を含まない熱硬化性樹脂から成る。樹脂層４０は、ガラス繊維強化樹脂層３５に用いられている熱硬化性樹脂と同じ熱硬化性樹脂によって形成されている。
口金９１、９２は、第１の口金９１と第２の口金９２とを含む。第１の口金９１は、ライナ２０の内部に連通する貫通孔を有する略円筒形状を有する。第１の口金９１は、高圧タンク１００の開口として機能すると共に、高圧タンク１００に配管やバルブを取り付けるための取付部として機能する。第２の口金９２は、貫通孔を有さない略円柱形状を有する。第２の口金９２は、高圧タンク１００内部の熱を、外部に導く機能を有する。口金９１、９２は、繊維強化樹脂層３０を形成する際に、ライナ２０をフィラメントワインディング装置に取り付けるための取付部としても機能する。口金９１、９２には、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いることができる。
図２は、第１実施形態に係る高圧タンク１００の断面構造を示す模式図である。図２は、図１における破線２によって囲まれた領域を拡大した図である。本実施形態において、高圧タンク１００には、複数の気体透過パス５０が形成されている。気体透過パス５０は、樹脂層４０を挟んで内側（ライナ２０側）と外側とを連通させる孔構造である。
繊維強化樹脂層３０は、繊維を含む領域と、繊維を含まず樹脂のみによって形成されている領域と、を有する。繊維を含む領域は、樹脂のみによって形成されている領域に比べて、密度が小さい。繊維強化樹脂層３０は、繊維を含むため、気体透過性を有する。また、樹脂のみによって形成されている領域には、気体の流通経路となる空隙部が形成されている。
樹脂層４０は、気体透過パス５０を複数有している。樹脂層４０は、気体透過パス５０を有することによって、樹脂層４０を挟んだ内側（ライナ２０側）と外側（高圧タンク１００外部）とで気体の流通が可能である。気体透過パス５０は、樹脂層４０において、偏りなく形成されている。
ここで、高圧タンク１００に気体が充填された使用時において、内部空間６０に充填された気体は、ライナ２０を透過して繊維強化樹脂層３０側に流通する場合がある。繊維強化樹脂層３０側に流通した気体は、ライナ２０と繊維強化樹脂層３０との境界に沿った方向に移動可能である。繊維強化樹脂層３０側に流通した気体は、ライナ２０と繊維強化樹脂層３０との境界に沿った方向に移動することによって、繊維強化樹脂層３０のうち気体透過性が比較的高い、繊維を含む領域や空隙部へと移動する。移動した気体は、樹脂層４０側へと移動する。樹脂層４０側に移動した気体は、樹脂層４０に形成された気体透過パス５０を介して樹脂層４０の外側へと放出される。
Ａ２．高圧タンクの製造方法
図３は、第１実施形態に係る高圧タンク１００の製造工程を説明するためのフローチャートである。以下では、図３を参照しつつ第１実施形態に係る高圧タンク１００の製造工程を説明する。高圧タンク１００の製造工程では、ステップＳ１０１である準備工程と、ステップＳ１０２である形成工程と、ステップＳ１０３である昇温工程と、ステップＳ１０４である調圧工程と、ステップＳ１０５である温度維持工程と、ステップＳ１０６である冷却工程と、が実行される。以下では、温度維持工程（ステップＳ１０５）を経て繊維強化樹脂層３０となる未硬化の層構造についても、繊維強化樹脂層３０と同様の符号を用いて説明する。また、温度維持工程（ステップＳ１０５）を経て樹脂層４０となる未硬化の層構造についても、樹脂層４０と同様の符号を用いて説明する。また、ライナ２０の外側に未硬化の繊維強化樹脂層３０と未硬化の樹脂層４０とが形成されている状態のものを、ワーク８０と記載する。
準備工程（ステップＳ１０１）は、ライナ２０を準備する工程である。本実施形態において、ライナ２０は、例えば、ポリアミド６を射出成形及び押出成形によって分割成形された、ドーム部と円筒部とを互いに溶着することで準備される。準備されたライナ２０には、口金９１、９２が取り付けられる。本実施形態において、口金９１、９２は、圧入によって取り付けられる。なお、ライナ２０は、すでに形成された状態のものを準備し用いても良い。
準備工程（ステップＳ１０１）の次に、形成工程（ステップＳ１０２）が実行される。形成工程（ステップＳ１０２）は、繊維強化樹脂をライナ２０の外側に巻き回すことによって、未硬化の繊維強化樹脂層３０及び未硬化の樹脂層４０を形成する工程である。本実施形態において、形成工程（ステップＳ１０２）は、以下のように実行される。ライナ２０の外側に炭素繊維強化樹脂が巻き回されることにより、未硬化の炭素繊維強化樹脂層３１が形成される。未硬化の炭素繊維強化樹脂層３１が形成された後に、未硬化の炭素繊維強化樹脂層３１の外側にガラス繊維強化樹脂を巻き回すことにより、未硬化のガラス繊維強化樹脂層３５が形成される。なお、繊維強化樹脂の巻き回しには、フィラメント・ワインディング法（ＦＷ法）が用いられている。未硬化の繊維強化樹脂層３０が形成された後に、樹脂層４０が形成される。樹脂層４０は、未硬化の繊維強化樹脂層３０、特にガラス繊維強化樹脂層３５のうち繊維密度が低い領域、に用いられている熱硬化性樹脂の一部が外側に染み出すことによって形成される。なお、ライナ２０の外表面に離型剤を塗布する場合には、塗布した離型剤が乾燥した後に、ライナ２０の外側に炭素繊維強化樹脂が巻き回される。
形成工程（ステップＳ１０２）において、ライナ２０内の圧力は、予め定められた第１の圧力になるように調整されている。第１の圧力は、形成工程（ステップＳ１０２）中におけるライナ２０の歪みを抑制可能な圧力、かつ、ライナ２０内の圧力によってライナ２０が破損しない圧力、に設定されている。形成工程におけるライナ２０の歪みは、例えば、ライナ２０が自重及び巻き回された繊維強化樹脂の重量によるライナ２０の歪みと、巻き回される際に繊維強化樹脂に付与されている圧力による歪みと、がある。本実施形態において、第１の圧力は、目標値が０．７ＭＰａである。なお、形成工程（ステップＳ１０２）における、ライナ２０内の圧力は、実際の値が０．７ＭＰａとなるように厳密に調整されている必要はなく、例えば、０．６５ＭＰａ以上０．７５ＭＰａ以下の範囲に収まるように調整されていればよい。本実施形態において、ライナ２０内の圧力は、ライナ２０内に不活性ガスである第１のガスが封入されることによって、第１の圧力まで加圧されている。ここで、不活性ガスとは、ライナ２０の形成部材（本実施形態においてポリアミド６）に対して反応性が低い気体を意味する。本実施形態において、第１のガスとして、窒素とヘリウムとの混合気体が採用されている。
図４は、第１実施形態において用いられる加熱装置２００の模式図である。形成工程（ステップＳ１０２）が完了すると、ワーク８０は、加熱装置２００にセットされる。加熱装置２００は、昇温工程（ステップＳ１０３）と、調圧工程（ステップＳ１０４）と、温度維持工程（ステップＳ１０５）と、に用いられる。
加熱装置２００（図４）は、ワーク８０を加熱する加熱機構２１０と、ライナ２０内の圧力を調整する調圧機構２５０と、加熱機構２１０と調圧機構２５０とを制御する制御部２９０と、を備える。
加熱機構２１０は、加熱炉２１１と、回転部２１２と、ＩＲヒータ２２０と、を備える。加熱炉２１１は、ワーク８０を配置するための空間を内部に有する加熱装置である。加熱炉２１１は、内部空間を昇温させることによって、内部に配置されたワーク８０を外表面側から加熱する。回転部２１２は、口金９１、９２に取り付けられ、ワーク８０を加熱炉２１１内に固定する冶具として機能する。また、回転部２１２は、ワーク８０の開口である第１の口金９１と調圧機構２５０とを接続する配管としても機能する。ＩＲヒータ２２０は、回転部２１２を加熱できるように配置されている。ＩＲヒータ２２０によって回転部２１２が加熱されることにより、回転部２１２に接続された口金９１、９２が加熱され、口金９１、９２を介して繊維強化樹脂層３０（特に口金９１、９２の周辺部分）が内側から加熱される。これにより、繊維強化樹脂層３０の厚さが他の領域より大きい口金９１、９２の周辺部分を内部側から加熱できる。回転部２１２は、駆動部（図示しない）によって回転軸ＣＸ周りに回転される。これにより、回転部２１２に接続されたワーク８０は加熱炉２１１内で回転するので、ワーク８０の加熱が不均一になることを抑制できる。また、回転部２１２が回転することにより、ＩＲヒータ２２０による回転部２１２の加熱が不均一になることを抑制できる。加熱機構２１０は、加熱炉２１１とＩＲヒータ２２０との両方を用いてワーク８０を加熱する。これにより、ワーク８０の昇温時における、ワーク８０の内側（繊維強化樹脂層３０）と外側（樹脂層４０）との温度差を低減できる。加熱炉２１１の内部には、ワーク８０の表面温度と口金９１、９２の温度を計測する温度センサ３０１が配置されている。温度センサ３０１が計測した温度情報は、制御部２９０へと送信される。制御部２９０は、受信した温度情報に応じて、加熱炉２１１とＩＲヒータ２２０とのそれぞれの出力を調整する。
調圧機構２５０は、ワーク８０へと封入される第２のガスが流通する供給流路２５１と、ワーク８０から排出される第２のガスを回収する回収流路２５２と、を備える。調圧機構２５０は、第２のガスをワーク８０に封入することによる加圧と、封入した第２のガスを回収することによる減圧と、を実行することによって、ライナ２０内の圧力を調整する。供給流路２５１には、ワーク８０へと向けて第２のガスを圧送する加圧ポンプ２５４が配置されている。供給流路２５１のうち加圧ポンプ２５４とワーク８０との間には、開閉弁２５５が配置されている。開閉弁２５５は、供給流路２５１のうち開閉弁２５５を挟んで加圧ポンプ２５４側とワーク８０側とを、非連通状態と連通状態とのいずれか一方の状態に切り替える。回収流路２５２には、ライナ２０内に封入された第２のガスの回収を補助するための減圧ポンプ２５７が配置されている。回収流路２５２のうち減圧ポンプ２５７とワーク８０との間には、調圧弁２５６が配置されている。調圧弁２５６は、回収流路２５２の流路幅を段階的に調整することが可能な弁機構である。回収流路２５２には、ワーク８０と調圧弁２５６との間の空間の圧力を計測するための圧力センサ３０２が配置されている。圧力センサ３０２が計測した圧力情報は、制御部２９０へと送信される。制御部２９０は、受信した圧力情報に応じて、加圧ポンプ２５４と開閉弁２５５と調圧弁２５６と減圧ポンプ２５７とを制御することによって、ライナ２０内の圧力を調整する。なお、調圧機構２５０において用いられる第２のガスは、形成工程（ステップＳ１０２）において用いられた第１のガスと同様の不活性ガスである。この場合には、ライナ２０内から回収した気体を、第１のガス及び第２のガスとして再利用することが容易である。
図５は、第１実施形態における調圧工程（図３のステップＳ１０４）と昇温工程（図３のステップＳ１０５）との関係を説明するグラフである。昇温工程（ステップＳ１０３）は、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とを予め定められた目標温度Ｔ１まで昇温させる工程である。目標温度Ｔ１は、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とに用いられている熱硬化性樹脂が熱硬化する温度であり、用いられている熱硬化性樹脂の種類に応じて決定される。昇温工程（ステップＳ１０３）は、加熱機構２１０による繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との加熱によって実行される。昇温工程（ステップＳ１０３）において、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とに含まれる熱硬化性樹脂は、熱硬化反応が開始される時間ｔ１までは、アンドラーデの粘度式に示された粘度と温度との関係に従って粘度が低下する。熱硬化が開始される時間ｔ１以降では、時間の経過に応じて、熱硬化性樹脂における熱硬化反応が進行するため、粘度が上昇する。本実施形態において、昇温工程（ステップＳ１０３）における繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との温度は、温度センサ３０１によって送信される温度情報に応じて制御部２９０によって計測される。
繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０は、形成工程（図３のステップＳ１０２）の過程で繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とに形成された気泡と、ライナ２０を透過して繊維強化樹脂層３０側へと移動した気体によって形成された気泡と、を含んでいる。繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０の熱硬化性樹脂の粘度が気泡の移動が可能な粘度である場合には、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とに含まれる気泡が外側へと移動する。気泡の移動が可能とは、気泡に作用する浮力と比べて気泡へと作用する抵抗力が小さいことを意味する。気泡に作用する抵抗力は、熱硬化性樹脂の粘度が高いほど高くなる。未硬化の熱硬化性樹脂を押し退けて気泡が移動することにより、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とに孔構造が形成される。熱硬化性樹脂の流動によって形成された孔構造が閉塞する前に、繊維強化樹脂層３０が効果することによって空隙部が形成され、樹脂層４０が熱硬化することによって気体透過パス５０が形成される。
昇温工程（ステップＳ１０３）において、口金を目標温度Ｔ１より高い温度まで加熱することによって、繊維強化樹脂層３０及び樹脂層４０がライナ２０側（内側）から加熱されている。これにより、加熱炉２１１によるワーク８０の外側からの加熱のみによって繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とを昇温させる場合と比べて、樹脂層４０の昇温速度と繊維強化樹脂層３０の昇温速度との差が抑制される。これにより、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とは、繊維強化樹脂層３０の粘度が低下している期間と樹脂層４０の粘度が低下している期間とが重なるように昇温される。本実施形態では、昇温工程（ステップＳ１０３）における口金９１、９２の温度が１６０℃になるように、ＩＲヒータ２２０が制御されている。
調圧工程（ステップＳ１０４）は、昇温工程（ステップＳ１０３）が実行される期間ｐｅのうち少なくとも一期間ｐｅ１において、ライナ２０内の圧力を形成工程（ステップＳ１０２）におけるライナ２０内の圧力である第１の圧力Ｐ１より高い第２の圧力Ｐ２にする工程である。
図６は、調圧工程（ステップＳ１０４）の各工程を説明するためのフローチャートである。調圧工程（ステップＳ１０４）では、加圧工程（ステップＳ２０１）と、圧力維持工程（ステップＳ２０２）と、減圧工程（ステップＳ２０３）と、が実行される。
加圧工程（ステップＳ２０１）は、ライナ２０内の圧力を第１の圧力Ｐ１から第２の圧力Ｐ２に加圧する工程である。加圧工程（ステップＳ２０１）では、調圧機構２５０（図４）によってライナ２０内に第２のガスを封入することにより、ライナ２０内の圧力が第２の圧力Ｐ２まで加圧される。第２の圧力Ｐ２は、第１の圧力Ｐ１より高く、ライナ２０がライナ２０内の圧力によって破損する圧力より低い、圧力である。第２の圧力Ｐ２は、第１の圧力Ｐ１の１．２倍以上であることが好ましく、１．３５倍以上であることがより好ましい。本実施形態において、第２の圧力Ｐ２の目標値は、０．９５ＭＰａである。なお、加圧工程（ステップＳ２０１）において、ライナ２０の外側には未硬化の繊維強化樹脂層３０が形成されているため、ライナ２０は、形成工程（ステップＳ１０２）と比べて、高い圧力に耐えることが可能である。
加圧工程（ステップＳ２０１）の後に、圧力維持工程（ステップＳ２０２）が実行される。圧力維持工程（ステップＳ２０２）は、ライナ２０内の圧力を第２の圧力Ｐ２に維持する工程である。圧力維持工程（ステップＳ２０２）において、ライナ２０内の圧力は、０．９５ＭＰａとなるように厳密に調整されている必要はなく、例えば、０．９０ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の範囲に収まるように調整されていればよい。図５に示すように、圧力維持工程（ステップＳ２０２）が実行されている期間ｐｅ１内である時間ｔ１において、昇温工程（ステップＳ１０３）が実行されていることから、未硬化の繊維強化樹脂層３０と未硬化の樹脂層４０との熱硬化性樹脂の粘度は、最低粘度になる。
圧力維持工程（ステップＳ２０２）が完了すると、減圧工程（ステップＳ２０３）が実行される。減圧工程（ステップＳ２０３）は、ライナ２０内の圧力を第２の圧力Ｐ２より低い第３の圧力Ｐ３になるように減圧する工程である。減圧工程（ステップＳ２０３）では、調圧機構２５０によってライナ２０内に封入された第１のガス及び第２のガスを回収することによる減圧が実行される。ライナ２０内が減圧されることにより、内圧が付与されることにより生じるライナ２０への負担が低減される。第３の圧力Ｐ３は、加熱装置２００内に配置されたライナ２０の自重による変形を抑制可能な圧力であり、かつ、第２の圧力Ｐ２よりも小さい圧力である。本実施形態において、第３の圧力Ｐ３は、第１の圧力Ｐ１と同じ圧力に設定されている。なお、第３の圧力Ｐ３は、これに限定されない。第３の圧力Ｐ３は、第１の圧力Ｐ１より小さくてもよく、また、第１の圧力Ｐ１より大きくてもよい。
昇温工程（ステップＳ１０３）の次に、温度維持工程（ステップＳ１０５）が実行される。本実施形態において、温度維持工程（ステップＳ１０５）は、調圧工程（ステップＳ１０４）が開始された後に開始される。温度維持工程（ステップＳ１０５）は、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との温度を目標温度Ｔ１に維持する工程である。目標温度Ｔ１は、使用されている熱硬化性樹脂の硬化温度より高い温度である。本実施形態において、目標温度Ｔ１は、１４０℃である。温度維持工程（図３のステップＳ１０５）では、加熱機構２１０による繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０の加熱の停止と再開が交互に実行されることにより、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との温度が目標温度Ｔ１に維持される。温度維持工程（ステップＳ１０５）において、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との温度は厳密に目標温度Ｔ１に維持されている必要はない。繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との温度は、概ね目標温度Ｔ１、例えば１３５℃以上１４５℃以下の温度になるように調整されていればよい。温度維持工程（ステップＳ１０５）によって、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との硬化が完了する。
図３及び図５に示すように、温度維持工程（ステップＳ１０５）の次に、冷却工程（ステップＳ１０６）が実行される。冷却工程（ステップＳ１０６）は、形成された高圧タンク１００を常温（例えば２５℃）まで冷却する工程である。冷却工程（ステップＳ１０６）では、例えば、加熱装置２００内の換気や自然放熱によって高圧タンク１００が冷却される。高圧タンク１００の冷却が完了すると、高圧タンク１００は、加熱装置２００から取り外される。これにより、高圧タンク１００の製造工程は完了する。
以上説明した第１実施形態によれば、図５に示すように、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との硬化が完了する前である昇温工程（ステップＳ１０３）において、ライナ２０内の圧力を第２の圧力に維持する圧力維持工程（ステップＳ２０２）が実行される。また、熱硬化性樹脂の硬化による粘度の上昇が開始する時間ｔ１以降に、減圧工程（ステップＳ２０３）が実行される。ライナ２０の気体透過性は、内部の圧力が高いと内部の圧力が低い場合に比べて高くなる。よって、ライナ２０の内部の圧力を第１の圧力から第２の圧力に上げることで、ライナ２０を介して外部へと透過する気体の量を増加できる。また、ライナ２０の気体透過性は、ライナ２０の温度が高いと、温度が低い場合と比べて高くなる。このため、熱硬化性樹脂の粘度が低い、つまり最も気体の移動が円滑に進行する期間を含む期間ｐｅ１において、ライナ２０を透過する気体の量が増加する。ライナ２０を介して外部へと透過する気体は、硬化前の樹脂層４０に孔構造を形成しつつ外部へと移動する。このため、気体が流通するための孔構造が形成されている状態で樹脂層４０を硬化させることにより、気体透過パス５０が効率よく形成される。また、ライナ２０を透過する量は、気体の分子量がより小さいほど増加するため、第１のガスと第２のガスの分子量は、小さいことが好ましい。具体的には、気体の分子量が４０以下であることが好ましく、大気の分子量（分子量２９）以下であることがより好ましい。本実施形態において、第１の気体及び第２の気体として、分子量が大気より小さいヘリウムと窒素の混合気体が用いられている。これにより、圧力維持工程（ステップＳ２０２）において、ライナ２０を介して外部へと透過する気体の量の増加できる。このため、気体透過パス５０の形成をより効率的にできる。樹脂層４０に複数の気体透過パス５０を効率良く形成できることで、樹脂層４０における気体の透過性を高くすることが可能である。
また第１実施形態によれば、ライナ２０内に封入する気体である第１のガスと第２のガスとして、不活性ガスであるヘリウムと窒素の混合気体を用いている。第１のガス及び第２のガスとして不活性ガスを用いる場合には、不活性ガス以外の気体を用いる場合と比べて、ライナ２０内に封入された気体における活性ガス（例えば酸素）の割合を小さくすることが可能である。このため、ライナ２０と内部に封入されている酸素との酸化反応によるライナ２０の劣化が抑制され、ライナ２０の耐久性（例えば許容引張応力）が向上する。本実施形態に係る高圧タンク１００では、ライナ２０に応力が集中する場合であっても、ライナ２０の耐久性が向上することにより、ライナ２０の破損の危険性をより低減することが可能である。例えば、外気温−４０℃以下の低温環境下で急速に高圧タンク１００内の気体を消費（例えば高速道路での連続走行）した後に、高圧タンク１００内に気体を充填する場合には、ライナ２０に応力が集中するおそれがある。これは、急速に高圧タンク１００内の気体を消費することによってライナ２０内の気体が断熱膨張し、ライナ２０内の温度が外気温以下に低下することによって、ライナ２０が収縮することが原因である。ライナ２０が収縮する場合には、ライナ２０と繊維強化樹脂層３０との間に隙間が生じる場合がある。ライナ２０と繊維強化樹脂層３０との間に隙間が生じている状態で、高圧タンク１００内に気体を充填する場合には、ライナ２０に応力が集中する。
また第１実施形態によれば、昇温工程（ステップＳ１０３）において、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とは、繊維強化樹脂層３０の粘度が低下している期間と樹脂層４０の粘度が低下している期間とが重なるように昇温される。このため、昇温工程（ステップＳ１０３）において、繊維強化樹脂層３０及び樹脂層４０を介したライナ２０側から外部への気体の移動が容易になる。したがって、気体透過パス５０がより効率よく多量に形成される。
また第１実施形態によれば、調圧工程（ステップＳ１０４）では、昇温工程（ステップＳ１０３）が実行されている期間ｐｅのうちの一期間ｐｅ１において、ライナ２０内の圧力を第２の圧力Ｐ２にしている。したがって、ライナ２０内の圧力によるライナ２０への負担が軽減される。
Ｂ．第２実施形態
Ｂ１．第２実施形態に係る高圧タンク
第１実施形態において、樹脂層４０の強度は特に限定されないが、樹脂層４０の強度は繊維強化樹脂層３０の強度より低くてもよい。第２実施形態は、樹脂層４０の強度が繊維強化樹脂層３０の強度より低い点で第１実施形態と異なる。以下において、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態において、樹脂層４０の強度と繊維強化樹脂層３０の強度の比較には、破壊靭性を用いる。なお、破壊靱性は、ＡＳＴＭ規格Ｅ３９９に規定されている平面ひずみ破壊靭性試験（ＫＩＣ試験）によって求められる破壊靭性値（以下では、単に破壊靭性値と記載する）に基づいて評価されている。
本実施形態において、ガラス繊維強化樹脂層３５と樹脂層４０とに用いられる熱硬化性樹脂は、炭素繊維強化樹脂層３１に用いられる熱硬化性樹脂と比べて、低い破壊靭性を有している。これにより、樹脂層４０の強度を低くしている。また本実施形態では、熱硬化性樹脂の破壊靱性は、ゴム（例えば変性アクリル樹脂）の添加量を変化させることによって調整されている。熱硬化性樹脂へのゴムの添加量が増加すると、熱硬化性樹脂の破壊靭性値が低下する。以下では、樹脂層４０を構成する熱硬化性樹脂の破壊靭性値は、樹脂層４０の破壊靭性値とも記載する。なお、本実施形態において、ゴムの添加量は、樹脂層４０の破壊靱性値が１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下になるように調整されている。
Ｂ２.実験例を用いた高圧タンクの性能調査
図７は、樹脂層の破壊靭性値と白濁現象の発生との関係を示す表である。図８は、第１実験例に係る高圧タンク４００の断面構造の模式図である。実験例を用いて樹脂層の破壊靭性値と白濁現象の発生との関係を調べる性能調査を行なった。図７は、第１から第４実験例に係る高圧タンク４００に気体（水素）を充填し、白濁現象の発生の有無を目視によって確認することによって得られた結果に基づいて作成されている。ここで、白濁現象とは、高圧タンク内に充填されている気体がライナ２０を透過して、繊維強化樹脂層３０側に移動した場合に、移動した気体が繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との間に留まり、気体溜まりが形成される現象である。
実験例に係る高圧タンクの製造工程では、第１実施形態における調圧工程（ステップＳ１０３）が実行されていない。このため、第１実施形態に係る高圧タンク１００と比べて、実験例に係る高圧タンク４００では、製造段階において気体透過パス５０が効率よく形成されていない。なお、実験例に係る高圧タンク４００と第１実施形態に係る高圧タンク１００とで差異がない構成には、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。実験には、それぞれ樹脂層４０の破壊靭性値が異なる４種類の高圧タンクである第１実験例から第４実験例に係る高圧タンク４００が用いられた。第１実験例に係る高圧タンク４００における樹脂層４０の破壊靭性値は、１．９ＭＰａ・ｍ０．５である。第２実験例に係る高圧タンクにおける樹脂層４０の破壊靭性値は、１．７ＭＰａ・ｍ０．５である。第３実験例に係る高圧タンクにおける樹脂層４０の破壊靭性値は、１．４ＭＰａ・ｍ０．５である。第４実験例に係る高圧タンクにおける樹脂層４０の破壊靭性値は、０．８ＭＰａ・ｍ０．５である。
図７に示すように、樹脂層４０の破壊靱性値が１．７ＭＰａ・ｍ０．５である第１実験例に係る高圧タンク４００では、白濁現象の発生が確認された。図８に示すように、高圧タンク４００において、内部空間６０に充填された気体がライナ２０を透過して繊維強化樹脂層３０側に移動した場合には、気体は、繊維強化樹脂層３０のうち気体透過性が比較的高い繊維を含む領域や空隙部を通って樹脂層４０側へと移動する。樹脂層４０に気体透過パスが形成されていないため、樹脂層４０側に移動した気体は、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との間に留まる。このため、第１実験例に係る高圧タンク４００では、第１実施形態に係る高圧タンク１００と比べて白濁現象が発生する。白濁現象が発生した場合には、以下の不具合が発生し得る。例えば、高圧タンクに気体を充填する際に、ライナ側から気体溜まりへと圧力が付与され、気体溜まりへ付与された圧力によって樹脂層が破損する恐れが生じ得る。この場合には、樹脂層が破損する際に音が生じ、高圧タンクの使用者が不安に感じるおそれがある。また例えば、白濁現象によって高圧タンクの美観が損なわれる場合がある。
図７に示すように、樹脂層４０の破壊靱性値が１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下である第２から第４実験例に係る高圧タンクでは、白濁現象の発生が確認されなかった。第２から第４実験例に係る高圧タンクでは、内部空間６０に充填された気体がライナ２０を透過して繊維強化樹脂層３０側に移動した場合には、気体は、繊維強化樹脂層３０のうち気体透過性が比較的高い繊維を含む領域を通って樹脂層４０側へと移動する。樹脂層４０には気体透過パスが形成されていないため、樹脂層４０側に移動した気体は、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との間に一時的に留まる。第２から第４実験例に係る高圧タンクにおける樹脂層４０の破壊靭性値は、第１実験例に係る高圧タンク４００の破壊靭性値と比べて低い。これにより、第２から第４実験例に係る高圧タンクでは、第１実験例に係る高圧タンク４００と比べて、気体が樹脂層４０を容易に押し退けて移動できる。このため、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との間に一時的に気体が溜まった場合でも、樹脂層４０を押し退けて溜まった気体が外部に放出される。したがって、第２から第４実験例に係る高圧タンクは、気体透過パスが十分に形成されていない場合であっても、白濁現象の発生を抑制できる。また、気体が樹脂層４０を押し退けて移動することにより、樹脂層４０に隙間が形成される。樹脂層４０に形成された隙間は、気体透過パス５０として機能する。つまり、第２から第４実験例に係る高圧タンクでは、高圧タンクの製造後において、気体透過パス５０を形成できる。また、第１実験例に係る高圧タンク４００の破壊靭性値と比べて低いため、第２から第４実験例において樹脂層４０が気体によって押し退けられる際に生じる音は、第１実施実験例において樹脂層４０が破損される際に生じる音と比べて小さい。したがって、高圧タンクの使用者が不安に感じるおそれが低減される。
以上説明した第２実施形態によれば、樹脂層４０の破壊靭性値が１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下に調整されている。例えば、高圧タンク１００は、長期間の使用を通して気体透過パスが閉塞する場合に、樹脂層４０の気体透過性が低下するおそれがある。高圧タンク１００の製造後に樹脂層４０の気体透過性が低下した場合であっても、高圧タンク１００では、気体が樹脂層４０を押し退けて移動することにより、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０との間に一時的に溜まる気体を外部に放出できる。よって、高圧タンク１００は、気体透過パスが閉塞し樹脂層４０の気体透過性が低下した場合であっても、白濁現象の発生を抑制できる。また、気体が樹脂層４０を押し退けて移動することにより、製造後であっても新たな気体透過パス５０を形成できる。
また第２実施形態によれば、第１の実施形態と同様の製造方法を用いて高圧タンク１００を製造しているため、樹脂層４０に複数の気体透過パス５０を効率良く形成できることで、樹脂層４０における気体の透過性を高くすることが可能である。
Ｃ．第３実施形態
図９は、第３実施形態に係る高圧タンク１００の製造工程を説明するためのフローチャートである。図１０は、第３実施形態における調圧工程と昇温工程との関係を説明するグラフである。第３実施形態は、形成工程（ステップＳ１０２）と昇温工程（ステップＳ１０３）との間にライナ２０内の圧力を第１の圧力Ｐ１から第２の圧力Ｐ２に加圧する点で第１実施形態と異なる。これにより、図１０に示すように、昇温工程（ステップＳ１０３）が実行されている期間ｐｅのうちの全期間において、ライナ２０内の圧力が第２の圧力Ｐ２に維持されている。第３の実施形態では、加圧工程（ステップＳ２０１）は、準備工程（ステップＳ１０１）と形成工程（ステップＳ１０２）の後であって、昇温工程（ステップＳ１０３）よりも前に実行される。加圧工程（ステップＳ２０１）の次に、圧力維持工程（ステップＳ２０２）が開始される。圧力維持工程（ステップＳ２０２）が実行されている途中で昇温工程（ステップＳ１０３）が実行される。このため、昇温工程（ステップＳ１０３）が開始された際に、ライナ２０内の圧力は、第２の圧力Ｐ２になっている。また昇温工程（ステップＳ１０３）が完了し温度維持工程（ステップＳ１０５）が開始された後に、圧力維持工程（ステップＳ２０２）が完了し減圧工程（ステップＳ２０３）が開始される。このため、昇温工程（ステップＳ１０３が開始されてから完了するまでの期間ｐｅにおいて、ライナ２０内の圧力は、第２の圧力Ｐ２に維持されている。温度維持工程（ステップＳ１０５）が完了すると、冷却工程（ステップＳ１０６）が開始される。本実施形態において、減圧工程（ステップＳ２０３）は、温度維持工程（ステップＳ１０５）が開始された後に実行されているが、これに限定されない。例えば、減圧工程（ステップＳ２０３）は、温度維持工程（ステップＳ１０５）の開始と同時または温度維持工程（ステップＳ１０５）の完了の後に実行されてもよい。
以上説明した第３実施形態によれば、昇温工程（ステップＳ１０３）が実行されている期間ｐｅの全期間において、ライナ２０内の圧力を第２の圧力Ｐ２にしているので、圧力制御の複雑化が抑制される。また第３実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、高圧タンク１００の製造過程において気体透過パス５０を効率良く形成することが可能である。
Ｄ．第４実施形態
第１実施形態から第３実施形態において、昇温工程（ステップＳ１０３）における昇温速度は特に限定されていないが、昇温工程（ステップＳ１０３）における昇温速度は大きくてもよい。昇温速度が大きいとは、昇温工程（ステップＳ１０３）において急加熱が実行されていることを意味する。急加熱の程度は、例えば、熱硬化性樹脂と硬化剤との重合反応である熱硬化反応が開始される温度よりも高い温度で、硬化反応による繊維強化樹脂層３０の粘度の上昇が開始される程度の加熱である。
図１１は、熱硬化性樹脂の温度と粘度の変化の関係を説明するグラフである。図１１に示されている２つの曲線Ｘ１、Ｘ２は、昇温速度がそれぞれ異なる条件において、繊維強化樹脂層３０と樹脂層４０とを目標温度Ｔ１まで昇温させた際の、熱硬化性樹脂の温度と粘度の関係が示されている。曲線Ｘ１における昇温速度は、曲線Ｘ２における昇温速度より大きい。図１１に示すように、昇温速度が大きい条件（曲線Ｘ２）では、昇温速度が小さい条件（曲線Ｘ１）と比べて、粘度の最小値である最低粘度が小さくなる。これは、熱硬化性樹脂の熱硬化反応が開始されてから熱硬化性樹脂の粘度が上昇するまでの期間である誘導期間中に、昇温速度が大きい条件では、昇温速度が小さい条件と比べて、昇温による粘度の低下がより大きく進行するためである。このため、昇温速度が大きい場合には、誘導期間中における温度上昇が大きくなるので、昇温工程及び温度維持工程における最低粘度が小さくなる。
以上説明した第４実施形態によれば、昇温工程（ステップＳ１０３）における昇温速度が大きい。これにより、昇温工程（ステップＳ１０３）における昇温速度が小さい場合と比べて、熱硬化性樹脂の最低粘度を小さくすることが可能である。これにより、熱硬化性樹脂における気泡の移動を容易にし、気体透過パス５０の形成がより一層容易になる。また、熱硬化による粘度の上昇が開始する際の粘度を低くすることにより、熱硬化性樹脂の粘度が気泡の移動が可能な粘度である期間がより一層長くなる。したがって、気体透過パス５０の形成される期間が長くなり、気体透過パス５０をより一層効率よく形成できる。
Ｅ．他の実施形態
Ｅ１．第１の他の実施形態
上記実施形態において、ライナ２０内に封入する気体として、ヘリウムと窒素の混合気体が用いられている。しかし、ライナ２０内に封入する気体は、これに限定されない。例えば、分子量が４０以下である不活性ガスには、例えば、水素やヘリウムや窒素やネオンやアルゴンを用いることが可能である。これらの不活性ガスは、分子量が４０以下であるためライナ２０の透過性が高い。不活性ガスは、混合気体であってもよく、また、一種類の気体であってもよい。不活性ガスは、水素とヘリウムと窒素とアルゴンとの気体群から選択される、いずれか一種類の気体、もしくは、複数の気体の混合気体であることが好ましい。この場合には、不活性ガスは、ライナ２０の透過性が高く、かつ、製造コストを他の不活性ガスと比べて低減することが可能である。また、封入する気体は、分子量が４０以下の不活性ガスに限定されない。例えば、キセノンを用いても良い。また、封入する気体は、不活性ガスでなくてもよい。例えば、大気を用いてもよい。大気を用いる場合には、封入する気体を準備する際のコストを低減できる。
Ｅ２．第２の他の実施形態
上記実施形態において、形成工程（ステップＳ１０２）と加圧工程（ステップＳ２０１）とでは、ライナ２０内に封入される気体として同様の気体が用いられている。しかし、形成工程（ステップＳ１０２）と加圧工程（ステップＳ２０１）とにおいて、それぞれ別の気体が用いられていてもよい。
Ｅ３．第３の他の実施形態
上記実施形態において、減圧工程（ステップＳ２０３）は、温度維持工程（ステップＳ１０５）の開始と同時に実行されているが、これに限定されない。例えば、減圧工程（ステップＳ２０３）は、昇温工程（ステップＳ１０３）が完了する前または温度維持工程（ステップＳ１０５）が開始された後に実行されてもよい。この場合であっても、調圧工程（ステップＳ１０４）は、昇温工程（ステップＳ１０３）が実行されている期間ｐｅのうちの一期間ｐｅ１において、ライナ２０内の圧力を第２の圧力Ｐ２にできる。
Ｅ４．第４の他の実施形態
上記実施形態において、昇温工程（ステップＳ１０３）では、ワーク８０は、内部側からと外部側からとの両方から加熱されている。しかし、ワーク８０の加熱方法は、これに限定されない。例えば、ワーク８０の内部側からの加熱は行なわれなくてもよい。また、上記実施形態において、内部側からの加熱は、回転部２１２をＩＲヒータ２２０によって加熱することによって行なわれているが、これに限定されない。例えば、加圧工程（ステップＳ２０１）において高温の気体をライナ２０へ封入することによって行なってもよい。
Ｅ５．第５の他の実施形態
上記実施形態において、形成工程（ステップＳ１０２）におけるライナ２０内の圧力は、第１の圧力Ｐ１に調整されているが、これに限定されない。例えば、形成工程（ステップＳ１０２）の進捗に応じてライナ２０内の圧力を変更させてもよい。形成工程（ステップＳ１０２）が進むにつれて、ライナ２０を保護する繊維強化樹脂層３０が形成されるため、ライナ２０はより高い内圧に耐えられるようになる。また、ライナ２０へ巻き回される繊維強化樹脂に付与される圧力は、より外側に位置する繊維強化樹脂ほど高い。このため、形成工程（ステップＳ１０２）が進むにつれてライナ２０内の圧力を高くしてもよい。この場合には、形成工程（ステップＳ１０２）において、ライナ２０内の圧力のうち最高となる圧力が、第１の圧力に対応する。
上記第１から第５の他の実施形態であっても、第１から第４の実施形態と同様に、効率よく気体透過パス５０を形成できる。
Ｅ６．第６の他の実施形態
第１実施形態において、昇温工程（ステップＳ１０３）が実行される期間ｐｅのうち、熱硬化性樹脂の粘度が最低粘度になる時間ｔ１を含む一期間ｐｅ１において、ライナ２０内の圧力を第１の圧力Ｐ１より高い第２の圧力Ｐ２にする調圧工程（ステップＳ１０４）が実行されている。しかし、調圧工程（ステップＳ１０４）が実行される一期間ｐｅ１は、これに限定されない。例えば、期間ｐｅのうち、時間ｔ１を含まない一期間、つまり期間ｐｅのうち時間ｔ１より前もしくは後の一期間において、ライナ２０内の圧力を第１の圧力Ｐ１より高い第２の圧力Ｐ２にする調圧工程（ステップＳ１０４）が実行されてもよい。この場合であっても、調圧工程（ステップＳ１０４）が実行される一期間における熱硬化性樹脂熱の粘度は、温度維持工程（ステップＳ１０５）における硬化が完了する熱硬化性樹脂の粘度と比べて低い。このため、期間ｐｅの全期間においてライナ２０内を加圧しない場合と比べて、気体透過パス５０を効率的に形成することができる。
Ｅ７．第７の他の実施形態
第２実施形態において、樹脂層４０は、熱硬化性樹脂へのゴムの添加量を変化させることによって、１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下に調整されている。樹脂層４０の破壊靭性を調整する方法は、これに限定されない。例えば、繊維強化樹脂層３０に用いる熱硬化性樹脂やサイジング剤の種類を変更することによって破壊靭性を調整しても良い。また、繊維強化樹脂と硬化剤とを攪拌する際に真空脱泡処理を実行しないことによって破壊靭性値を低下させてもよい。この場合であっても、樹脂層４０の破壊靭性値が１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下に調整できる。このため、第２実施形態と同様に、高圧タンク１００は、気体透過パスが閉塞し樹脂層４０の気体透過性が低下した場合であっても、白濁現象の発生を抑制できる。また、気体が樹脂層４０を押し退けて移動することにより、製造後であっても新たな気体透過パス５０を形成できる。
Ｅ８．第８の他の実施形態
第４実施形態において、熱硬化性樹脂の最低粘度は、昇温速度を大きくすることによって小さくされているが、これに限定されない。例えば、硬化促進剤や熱硬化性樹脂の種類を変更することによって、熱硬化性樹脂の最低粘度を小さくしてもよい。また、最低粘度を小さくしなくても熱硬化性樹脂が気泡の移動が可能な粘度になる場合には、最低粘度を小さくしなくてもよい。
Ｅ９．第９の他の実施形態
上記実施形態において、ライナ２０は、別の構造を有していても良い。例えば、ライナ２０は、ガスバリア性を有さない樹脂によって形成されたタンク素体部と、タンク素体部の内壁面にライニングされたガスバリア性を有する樹脂から成る膜構造であるライナ部と、を有する構造を有していても良い。
Ｅ１０．第１０の他の実施形態
上記実施形態において、繊維強化樹脂層３０は、別の構造を有していても良い。例えば、繊維強化樹脂層３０は、アラミド繊維強化樹脂等の他の繊維強化樹脂を用いて形成されていても良い。また、形成工程（ステップＳ１０２）において、ＦＷ法以外の方法（例えばＲＴＭ法やブレイディング法）を用いてライナ２０の外側に繊維強化樹脂を巻き付けることによって、繊維強化樹脂層３０が形成されていてもよい。繊維強化樹脂層３０に熱硬化性樹脂が用いられている場合には、樹脂層４０が形成され得るため、同様の方法による、気体透過パス５０の効率的な形成が可能である。
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
２０…ライナ
３０…繊維強化樹脂層
３１…炭素繊維強化樹脂層
３５…ガラス繊維強化樹脂層
４０…樹脂層
５０…気体透過パス
６０…内部空間
８０…ワーク
９１…第１の口金
９２…第２の口金
１００…高圧タンク
２００…加熱装置
２１０…加熱機構
２１１…加熱炉
２１２…回転部
２２０…ＩＲヒータ
２５０…調圧機構
２５１…供給流路
２５２…回収流路
２５４…加圧ポンプ
２５５…開閉弁
２５６…調圧弁
２５７…減圧ポンプ
２９０…制御部
３０１…温度センサ
３０２…圧力センサ
４００…高圧タンク

Claims (7)

  1. 高圧タンクの製造方法であって、
    内側に気体を充填するための空間を有するライナを準備する準備工程と、
    繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維強化樹脂を前記ライナの外側に巻き回すことによって、前記ライナの外側に前記繊維強化樹脂の層である繊維強化樹脂層、及び、前記繊維強化樹脂層の外表面に前記熱硬化性樹脂の一部によって形成される層である樹脂層、を形成する形成工程と、
    前記繊維強化樹脂層と前記樹脂層とを前記熱硬化性樹脂が硬化する温度である予め定められた温度まで昇温させる昇温工程と、
    前記昇温工程が実行される期間のうち少なくとも一期間において、前記ライナ内の圧力を前記形成工程における前記ライナ内の圧力である第１の圧力より高い第２の圧力にする調圧工程と、
    前記昇温工程の後に、前記繊維強化樹脂層と前記樹脂層との温度を前記予め定められた温度に維持する温度維持工程と、を備える、
    高圧タンクの製造方法。
  2. 請求項１に記載の高圧タンクの製造方法であって、
    前記調圧工程は、前記ライナ内の圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力に加圧する加圧工程と、
    前記加圧工程の後に、前記ライナ内の圧力を前記第２の圧力に維持する圧力維持工程と、
    前記圧力維持工程の後に、前記ライナ内の圧力を前記第２の圧力より低い第３の圧力に減圧する減圧工程と、を有し、
    前記昇温工程が実行されている期間のうちの一期間において、前記圧力維持工程を実行する、高圧タンクの製造方法。
  3. 請求項１に記載の高圧タンクの製造方法であって、
    前記調圧工程は、
    前記形成工程と前記昇温工程との間に実行され、前記ライナ内の圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力に加圧する加圧工程と、
    前記昇温工程が実行されている全期間において、前記ライナ内の圧力を前記第２の圧力に維持する圧力維持工程と、を有する、高圧タンクの製造方法。
  4. 請求項２または請求項３に記載の高圧タンクの製造方法であって、
    前記加圧工程は、前記ライナ内に不活性ガスを封入することによって、前記ライナ内の圧力を前記第２の圧力まで加圧する、高圧タンクの製造方法。
  5. 請求項４に記載の高圧タンクの製造方法であって、
    前記不活性ガスは、水素と窒素とヘリウムとアルゴンとのうち少なくとも一つである、高圧タンクの製造方法。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の高圧タンクの製造方法であって、
    前記形成工程によって形成される前記樹脂層の破壊靭性値は、１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下である、高圧タンクの製造方法。
  7. 高圧の気体を充填するための高圧タンクであって、
    内側に前記気体を充填するための空間を有するライナと、
    前記ライナの外側に配置された、繊維に熱硬化性樹脂が含浸された繊維強化樹脂の層である繊維強化樹脂層と、
    前記繊維強化樹脂層の外側に配置された、前記熱硬化性樹脂の層である樹脂層と、を備え、
    前記樹脂層は、前記樹脂層を挟んだ内側と外側とを連通させる孔構造である気体透過パスを有し、
    前記樹脂層の破壊靭性値は、１．７ＭＰａ・ｍ０．５以下である、
    高圧タンク。
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