JP7420774B2 - 高圧タンク - Google Patents

Description

本発明は、高圧タンクに関する。

従来より気体等の流体を収容する容器として高圧タンクが用いられている。このような高圧タンクとしては、樹脂製のライナーと、ライナーの外周に形成された補強層と、口金とを備える形態のものが広く知られている。そして、このような形態の高圧タンクにおいては、例えば、特開２０１５－０３１３０７号公報（特許文献１）や特開２０１５－１６９３２３号公報（特許文献２）に記載されているように、口金と樹脂製ライナーとの間の気密性を担保するために、両者の接合部にＯリングが利用されてきた。

このように、高圧タンクの分野においては、従来、隣り合わさった口金と樹脂製ライナーとの界面の気密性の担保の観点からＯリングが利用されていた。これは、口金を形成する金属と、ライナーを形成する樹脂とが、線膨張係数などの特性が大きく異なる材料であるため、両者を直接接合した場合に、目的とするような高度な気密性を担保することが困難であることに起因する。一方、設計の自由度などの観点からは、口金と樹脂製ライナーとの接合部にＯリングを利用することなく、水素やヘリウムといった分子構造の小さな気体に対しても高度な気密性を担保することが可能な技術の出現が望まれている。

なお、金属と樹脂とを接合する技術としては、例えば、国際公開第２０１５／０８３８４５号（特許文献３）に、アルミニウム基材に陽極酸化処理を施し、平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層であって、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の断面の面積の合計の平均値が８０００～１２８０００ｎｍ^２であり、かつ、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が１０～４３０個である前記多孔質表面層を有する酸化アルミニウム被膜を前記アルミニウム基材の表面に形成する表面処理工程と、前記表面処理工程により形成された前記多孔質表面層を有する酸化アルミニウム被膜を介してアルミニウム基材と樹脂とを接合する接合工程とを含む方法が開示されている。

特開２０１５－０３１３０７号公報 特開２０１５－１６９３２３号公報 国際公開第２０１５／０８３８４５号

前述の特許文献３に記載されている技術は、金属と樹脂との接合強度を非常に強固なものとすることが可能な技術であった。しかしながら、特許文献３に記載されているような金属と樹脂とを接合する技術を、口金を形成する金属とライナーを形成する樹脂との接合に応用した場合においても、金属（口金）と樹脂（ライナー）の界面（接合部）から水素やヘリウムといった分子構造の小さな気体が漏れ出すことを十分に抑制するといった観点では必ずしも十分なものとはならなかった。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、口金と樹脂製ライナーとの接合部に必ずしもＯリングを利用する必要がなく、密封する気体が水素やヘリウムといった分子構造の小さな気体であっても、口金と樹脂製ライナーとの界面からの気体の漏れを高い水準で防止することができ、非常に優れた気密性を有するものとすることが可能な高圧タンクを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、少なくとも一つの開口部を有する高圧タンク用樹脂製ライナーと、前記開口部に装着されたアルミニウム製口金と、前記ライナーの外表面に形成された補強層と備えるものとし、前記アルミニウム製口金の表面に酸化アルミニウム被膜を形成し、前記酸化アルミニウム被膜を平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有するものとし、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値を５．０～２６．０％となるようにし、かつ、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値を５００～２０００個となるようにすることにより、得られる高圧タンクによって、口金と樹脂製ライナーとの接合部に必ずしもＯリングを利用する必要がなく、密封する気体が水素やヘリウムといった分子構造の小さな気体であっても、口金と樹脂製ライナーとの界面からの気体の漏れを高い水準で防止することが可能となり、非常に優れた気密性を有することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の高圧タンクは、
少なくとも一つの開口部を有する高圧タンク用樹脂製ライナーと、
前記開口部に装着されたアルミニウム製口金と、
前記ライナーの外表面に形成された補強層と、
を備えており、
前記アルミニウム製口金の表面に酸化アルミニウム被膜が形成されており、
前記酸化アルミニウム被膜が、平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有しており、
前記多孔質表面層を有する前記酸化アルミニウム被膜が陽極酸化被膜であり、
前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値が１１．０～２０．０％であり、
前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が６７０～１２００個であり、
前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が、２００００～５００００ｎｍであり、かつ、
前記ライナーと前記アルミニウム製口金との接合部において、前記多孔質表面層の前記柱状体を凸部とする凹凸構造の凹凸内部に前記ライナーを構成する樹脂が嵌入した状態で前記ライナーと前記アルミニウム製口金とが接合されていること、
を特徴とするものである。

上記本発明の高圧タンクにおいては、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が、２００００～４００００ｎｍであることが好ましい。また、上記本発明の高圧タンクは、水素ガス用のタンクであることが好ましい。

なお、本発明の高圧タンクによって、上記目的を達成することが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、先ず、従来、高圧タンク（高圧容器）の分野においては、水素タンクのような閉じ込めるガスの分子構造が小さい場合、Ｏリングを介して密封するなど、物理的な気密構造を利用することにより気密性を担保していた。なお、高圧タンク（高圧容器）の気密性に関して、従来は、金属と樹脂の界面を定量的に評価したものがほとんどなく、一般的には、これらの界面の気密性は簡単な判定が行なわれているのみである。このように、金属と樹脂の界面については、従来、液体シール、ガスシールなどといったガスシールのレベルの区別がなされていなかった。また、金属と樹脂を直接接合することで、これらの界面から、分子サイズの小さな気体（ヘリウムや水素）の漏れ量を樹脂材料のガスの透過率に近いレベル（場合によってはほぼ同等レベル）とすることが可能となるような技術は、これまで報告されていない。これに対して、本発明においては、前記アルミニウム製口金の表面に酸化アルミニウム被膜を形成し、その酸化アルミニウム被膜を、平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有するものとし、また、かかる多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値を５．０～２６．０％となるように、更に、かかる多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が５００～２０００個となるようにしている。このような微細な柱状体が分散配置されてなる特定の多孔質構造（凹凸構造）の表面を有する酸化アルミニウム被膜が形成されているため、前記口金と前記樹脂ライナーの界面においては、これらの接合時に、酸化アルミニウム被膜の表面側から酸化アルミニウム被膜の多孔質表面の内側に向かってライナーの樹脂が入り込み、樹脂と口金とがオングストローム（Å）～ナノメートル（ｎｍ）のレベルで隙間なく接合されたものになり、これにより接合状態の信頼性が十分なものとなる。一方で、前述のような特定の多孔質構造を有する多孔質表面層によれば、その構造に基いて、いわゆるラビリンス効果が得られ、口金と樹脂（ライナー）の界面の界面長を劇的に延長させることが可能となるため（好ましくは、その構造に基いて、多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が１５０００～５００００ｎｍとなるように界面長を延長させることが可能となるため）、水素やヘリウムといった分子構造が小さなガスであっても、前記口金と前記樹脂ライナーの界面から漏れ出すことを高い水準で抑止できる。このように、本発明の高圧タンクは、その構造に基いて、Ｏリングの利用の有無にかかわらず、金属樹脂接合界面からのガスリークが高度な水準で抑制され、非常に気密性が高いものとなるものと本発明者らは推察する。なお、本発明によれば、口金とライナーとの間においてＯリングを利用しなくても非常に高度な気密性を担保できるため、高圧タンクの口金とライナーとの間の接合部の構造をＯリングのない簡素な構造とすることも可能である。そして、このように口金とライナーとの間の接合部にＯリングを利用しなかった場合には、Ｏリングの材料代等のコストを低減させて経済性を向上させたり、設計の自由度の向上させることも可能となるものと本発明者らは推察する。

本発明によれば、口金と樹脂製ライナーとの接合部に必ずしもＯリングを利用する必要がなく、密封する気体が水素やヘリウムといった分子構造の小さな気体であっても、口金と樹脂製ライナーとの界面からの気体の漏れを高い水準で防止することができ、非常に優れた気密性を有するものとすることが可能な高圧タンクを提供することが可能となる。

本発明の高圧タンクの好適な一実施形態の断面構造を模式的に示す概略縦断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の高圧タンクの好適な一実施形態の断面構造を模式的に示す概略縦断面図である。図１に示す高圧タンク１は、一つの開口部を有する高圧タンク用の樹脂製ライナー１０と、前記開口部に装着されたアルミニウム製口金１１と、ライナー１０の外表面に形成された補強層１２とを備えている。

（樹脂製ライナー１０）
ライナー１０は、一つの開口部を有し、内部に高圧の気体を貯留するための貯留空間を有する形態のものである。また、ライナー１０は樹脂製のものである。このような樹脂としては、特に制限されず、内部に充填させる流体（気体等）が外部に漏れないように遮断することが可能となるように、その流体の種類に応じて適宜選択して利用できる。このような樹脂としては、例えば、汎用プラスチック、汎用エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックといった熱可塑性樹脂；熱硬化性樹脂；等のような、射出成形や熱プレス成形などの一般的な樹脂成形に利用できる樹脂を好適に利用できる。このような熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂は１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。

このような汎用プラスチック、汎用エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック及び熱硬化性樹脂としては公知のものを適宜利用でき、特に制限されるものではないが、高圧ガス（特に好ましくは高圧水素）の充填および放出を繰り返しても欠陥点の発生をより抑制でき、ウエルド特性に優れた成形品をより効率よく作成できるといった観点から、ポリアミド６（ナイロン６）、ポリアミド６６（ナイロン６６）、ポリアミド１１（ナイロン１１）、ポリアミド１２（ナイロン１２）、ポリアミド６１０といったポリアミド樹脂の樹脂組成物；高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエチレン、エチレン共重合体といった、ポリエチレン系合成樹脂又はエチレン系合成樹脂；ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エチレン・ビニル共重合体（ＥＶＯＨ）のようなガスバリア性材料；等を好適に利用でき、中でも、ポリアミド６の樹脂組成物、ポリアミド６６の樹脂組成物、ポリアミド１１の樹脂組成物が特に好ましい。

なお、ライナー１０の形成に利用する樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲において、各種添加剤を配合することができる。添加剤を配合することによって、樹脂の弾性率の向上（炭素繊維、ガラス繊維といった無機フィラーによる効果）、極性変化（ゴム、エラストマー、他の樹脂による効果）、劣化抑制、分解反応の遅延化（酸化防止剤等による効果）などの効果により、口金との接合強度の更なる向上、樹脂－金属界面の濡れ性の向上、界面接着性の更なる向上、長期安定性（耐熱性、耐湿熱性、耐水性など）の向上などが期待できる。このような添加剤としては特に制限はないが、例えば、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解抑制剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、結晶核剤、粘度調整剤、着色剤、染料、抗菌剤、シランカップリング剤などの表面処理剤；グラファイト、カーボンナノファイバー等のカーボン系ナノフィラー、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維といった合成繊維、セルロース、キチン、キトサンといった天然繊維などの繊維状物質；雲母（マイカ）鉱物およびカオリン鉱物といった層状ケイ酸塩、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、ウイスカー、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化亜鉛といった無機充填剤等が挙げられる。このような添加剤は１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。なお、このような添加剤の配合方法は特に制限されず、例えば、溶媒中で樹脂と添加剤とを混合する方法、一軸または多軸のベン卜を有する押出機、ゴムロール機、またはバンバリーミキサーなどを用いて、樹脂と添加剤とを溶融混練する方法など、従来公知の方法を採用することができる。また、樹脂として低粘度の熱硬化性樹脂を用いる場合には自公転ミキサーを用いて複合化処理を施すことにより混合することも可能である。

（アルミニウム製口金１１）
アルミニウム製口金１１は、ライナー１０の開口部に装着されている。このように、ライナー１０の開口部に取付けられているアルミニウム製の口金１１は、高圧タンク１の開口として機能すると共に、タンク本体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部材である。

また、アルミニウム製口金１１は、その表面に酸化アルミニウム被膜が形成されてなるものである。このような表面に酸化アルミニウム被膜が形成されてなるアルミニウム製口金１１は、例えば、アルミニウム基材（口金用の基材）に陽極酸化処理を施すことにより形成することが可能である。

このようなアルミニウム製口金１１に利用するアルミニウム基材としては、特に制限されず、酸化アルミニウム被膜を形成することが可能なアルミニウム材料であればどのようなものでもよく、例えば、公知の純アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。また、アルミニウム合金の成分には特に制限はなく、日本工業規格（ＪＩＳ）に規定される合金をはじめとする各種合金を使用することができる。例えば、ＪＩＳで規定されている１０００～８０００番系のもの、また、ダイキャストグレードの各種のものが使用できる。１０００番系は高純度アルミ系の合金であるが、その他はアルミニウム以外に銅（Ａｌ－Ｃｕ合金系、２０００番系）、マンガン（Ａｌ－Ｍｎ合金系、３０００番系）、珪素（Ａｌ－Ｓｉ合金系、４０００番系）、マグネシウム（Ａｌ－Ｍｇ合金系、５０００番系）、マグネシウム－珪素（Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金系、６０００番系）、亜鉛－マグネシウム（Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ合金系、７０００番系）、多種の目的に合わせたその他の金属（Ａｌ－その他の金属合金系、８０００番系）を含む合金系である。高純度アルミニウム合金のみならず、現在使用されている各種アルミニウム合金が使用できる。このような口金１１に利用するアルミニウム基材の形状としては特に制限はなく、例えば、切断、プレス、切削、研削などの公知の金属加工方法により、高圧タンクの用途に応じて、所望の形状に加工したものを使用することが可能である。また、所望の形状のアルミニウム基材は、鍛造あるいは鋳造により製造したものであってもよい。

また、アルミニウム製口金１１の表面に形成されている酸化アルミニウム被膜は、平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有し、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値が５．０～２６．０％であり、かつ、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が５００～２０００個である、酸化アルミニウムの被膜である。なお、本発明にいう「多孔質表面層」は、酸化アルミニウムよりなる前記柱状体が分散配置されて形成される凹凸構造（柱状体を凸部とする凹凸構造）を有する層をいう。

前記酸化アルミニウム被膜は、平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有している。このような柱状体の平均高さが前記下限未満になると、製造時に高さのコントロールが難しくなるとともに、接合時にライナー１０の樹脂に十分に嵌入させる（喰いこませる）ことが困難となる。他方、前記柱状体の平均高さが前記上限を超えると、そのような柱状体を形成するための処理に時間がかかり、コストが増加する。このような柱状体の平均高さとしては、性能面及び生産性という観点から、１０～８０ｎｍであることがより好ましく、２０～７０ｎｍであることが特に好ましい。なお、柱状体の平均高さの測定方法は後述する。

また、前記酸化アルミニウム被膜の前記多孔質表面層としては、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値が５．０～２６．０％である必要がある。このような凸部面積率の平均値が前記下限未満では、多孔質表面層を利用してラビリンス効果を十分に得ることができなくなり、ライナーと口金の接合界面からの気体の漏れを十分に高い水準で防止できなくなる。他方、前記凸部面積率の平均値が前記上限を超えると、柱状体（凸部）が多くなり過ぎるため、凹凸構造の形成が不十分となり、多孔質表面層を利用するラビリンス効果を十分に得ることができなくなるため、やはり、ライナーと口金の接合界面からの気体の漏れを十分に高い水準で防止できなくなる。また、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値は、１０．０～２０．０％であることがより好ましく、１０．０～１８．０％であることが特に好ましく、１１．０～１７．５％であることが最も好ましい。なお、柱状体の凸部面積率の平均値の測定方法は後述する。

さらに、前記酸化アルミニウム被膜の前記多孔質表面層としては、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が５００～２０００個である必要がある。このような柱状体の数の平均値が前記下限未満になると、ライナー１０の樹脂に嵌入する（喰いこむ）部分の表面積が小さくなり、接合界面において、柱状体の凹凸構造に基いたラビリンス効果を十分に得ることが困難となり、ライナーと口金の接合界面からの気体の漏れを十分に高い水準で防止できなくなる。他方、前記柱状体の数の平均値が前記上限を超えると、樹脂等が侵入することができる空間の確保が不十分となって、樹脂等を多孔質表面に侵入させてラビリンス効果を十分に発現させることが困難になるため、ライナーと口金の接合界面からの気体の漏れを十分に高い水準で防止できなくなる。また、このような無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値としては、ライナー１０の樹脂に嵌入する（喰いこむ）量と、ライナー１０の樹脂が侵入する空間の確保という観点から、５００～１２００個であることがより好ましく、６５０～１０００個であることが更に好ましく、６７０～９００個であることが特に好ましい。なお、柱状体の数の平均値の測定方法は後述する。

また、前記酸化アルミニウム被膜の前記多孔質表面層としては、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が１５０００～５００００ｎｍ（より好ましくは１９０００～４５０００ｎｍ、特に好ましくは２００００～４００００ｎｍ）であることが好ましい。柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が前記下限未満になると、柱状体構造が細くなり、柱状体構造の強度が不十分となる傾向にあるばかりか、いわゆるラビリンス効果を十分に得ることが困難となり、ライナーと口金の接合界面からの気体の漏れを十分に高い水準で防止できなくなる傾向にある。他方、前記柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が前記上限を超えると、前記多孔質表面層の柱状体により形成される空間の大きさが小さくなることから、やはり柱状体の凹凸構造に基いたラビリンス効果を十分に得ることが困難となり、ライナーと口金の接合界面からの気体の漏れを十分に高い水準で防止できなくなる傾向にある。なお、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値の測定方法は後述する。

以下、前記酸化アルミニウム被膜の前記多孔質表面層の各種特性（柱状体の平均高さ等）等の測定方法を説明する。

＜多孔質表面層の柱状体の平均高さの測定方法＞
前記酸化アルミニウム被膜における多孔質表面層の柱状体の平均高さは、次のようにして求めることができる。すなわち、先ず、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層の断面を撮影し、多孔質表面層の断面の画像（例えば、ＳＥＭ像又はＴＥＭ像）を得る。なお、このような断面の画像の撮像は、多孔質表面層から無作為に抽出した５箇所（５視野）以上の領域に対して行う。次に、得られたＳＥＭ像又はＴＥＭ像を観察することにより、多孔質表面層の柱状体の平均高さを測定する。なお、このような多孔質表面層の柱状体の平均高さの測定方法としては以下の方法を採用する。

すなわち、先ず、凸部である柱状体が３０～１００個写る、多孔質表面層の断面の縦３６５ｎｍ、横６３０ｎｍの領域の画像（多孔質表面層から無作為に抽出した５箇所（５視野）以上の領域の画像：５個以上のＳＥＭ像又はＴＥＭ像）ごとに、酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層中の柱状体の上端とそれ以外の層との境界面の距離（高さ）が最大（最大値）となる柱状体と、前記距離（高さ）が最小（最小値）となる柱状体を選び、その最大値と最小値の中間を平均値として、その平均値と最大値（若しくは最小値）との差を標準偏差（σ）の３倍として正規分布を求め、得られた正規分布から、その画像の多孔質表面層の高さの平均値を求める。そして、全ての画像（前述の無作為に抽出した５箇所以上の領域の画像）の多孔質表面層の高さの平均値を平均した値（平均高さ）を算出することにより、多孔質表面層の柱状体の平均高さを求める。

なお、酸化アルミニウム被膜における多孔質表面層は、主成分が酸化アルミニウム（若しくは水酸化アルミニウム）からなり、導電性がないため、ＳＥＭ観察の際に試料表面に電子が滞留し、帯電現象（チャージアップ）が発生してしまうことが懸念される。そのため、ＳＥＭ観察の際には、表面に導電材（Ａｕ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｃ等）をコーティングし帯電を防止することが好ましい。このようなコーティングの際の条件は特に制限されず、測定に即した公知の条件を適宜採用すればよい。また、ＳＥＭ観察の際には、倍率２００００倍～２０００００倍の条件を好適に採用できる。なお、観察倍率は、酸化アルミニウム被膜における多孔質表面層の表面において、酸化アルミニウム被膜（アルマイト）の孔の径が計測可能であり、かつ、測定領域中において孔の数が１００個以上確認できるように、その被膜の構造に応じて適宜設定することが望ましい（例えば、測定領域の面積が約５００ｎｍ^２程度となるように設定すること等が例示できる）。

＜多孔質表面層の柱状体の凸部面積率の平均値、多孔質表面層の柱状体の数の平均値、及び、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値の測定方法について＞
前記酸化アルミニウム被膜における多孔質表面層の柱状体の凸部面積率の平均値、多孔質表面層の柱状体の数の平均値、及び、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値は、次のようにして求めることができる。

先ず、酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の表面及び断面の画像（例えば、ＳＥＭ像）を得る。次に、各画像を画像解析ソフトに取り込み、必要によりノイズ除去など行った後、８ｂｉｔ画像（グレースケール）に変換し、そのグレースケール画像中において、無作為に、処理を行う領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定する。このような処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の画像（全てのグレースケール画像）の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所以上抽出することにより行う（以下の処理を行う処理領域の合計数が５箇所以上となるようにして行う）。そして、各処理領域の画像に対して、輝度閾値設定処理を行なう。例えば、８ｂｉｔ画像で所定以上の輝度を選択する。次に、設定された閾値以上の輝度で選択された粒子の分離処理を行なう。この粒子分離処理は、任意の公知の手法によって行う。例えば、代表的な手法としては、画像区分け方法などがあり、自動閾値、エッジベース手法、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ変換などの接触した対象物の区分けに使用される形態学に基づく手法など様々な画像区分け方法がある。具体的には、例えば、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理に基づいて、粒子を分離する。この分離手法は、別々の粒子が触れている部分を自動的に切ったり、分けたりする手法であり、具体的な手段として、まず、Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍａｐ（ＥＤＭ、ユークリッド距離地図）を作成し、次いで、ＥＤＭの最終的な侵食点（ＵＥＰｓ）を作成し、各ＵＥＰ（極限侵食点、ＥＤＭの極大又は頂点）を可能な限り、粒子の縁に到達するまで、若しくは他のＵＥＰ（成長している）の領域の縁に到着するまで拡張することによって成される。そして、得られた全ての処理領域の画像（無作為抽出した５箇所以上の処理領域の画像）の結果を基に、多孔質表面層の柱状体の凸部面積率の平均値、多孔質表面層の柱状体の数の平均値、及び、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値を算出することができる。なお、上記一連の解析は、一つの画像解析ソフト又は複数の画像解析ソフトや各種解析処理ソフトを組み合わせて行うことができる。具体的には、ＩｍａｇｅＪ（画像処理ソフトウェア、アメリカ国立衛生研究所にて開発）や市販の画像解析ソフトを用いることができる。

より具体的には、例えば、酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の表面及び断面のＳＥＭ像を撮影し、撮影した各画像ごとの解析を、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪを用いて行う。そして、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の表面及び断面のＳＥＭ像をそれぞれ画像解析ソフトＩｍａｇｅＪに取り込み、８ｂｉｔ（２５６階調、グレースケール）に変換した後、無作為に、処理を行う領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定する。なお、処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所以上抽出することにより行う。そして、各処理領域の画像をそれぞれ用い、画像を二値化した後、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理等を行い、粒子を分離した後、得られた全ての処理領域の画像の結果を基に、多孔質表面層の柱状体の凸部面積率の平均値、多孔質表面層の柱状体の数の平均値、及び、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値を得る。なお、このような方法の好適な例としては、以下のような方法を挙げることができる。

すなわち、先ず、酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の表面及び断面のＳＥＭ像を撮影する。次に、撮像した画像ごとに、ノイズ除去後の画像の解析を画像解析ソフトＩｍａｇｅＪ１．４７（アメリカ国立衛生研究所にて開発、http://rsbweb.nih.gov/ij/より入手）を用いて行う。そして、各画像を８ｂｉｔ（２５６階調、グレースケール）に変換した後、無作為に、処理を行う領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定する（なお、処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の画像（全てのグレースケール画像）の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所以上抽出することにより行う）。そして、このような処理領域の画像の画像解析に際しては、最初に、二値化処理を行う。なお、輝度閾値設定処理は、目視で第一層と認識できる境目として所定の閾値を選択し、画像より所定の閾値以上の輝度を選択する。閾値の設定については、具体的には、第一層（表面層）とその他の層が認識できるＳＥＭ像を８ｂｉｔ化した画像中において、その他の層の末端（例えば、多孔質表面層と接する中間層の末端、中間層が無い場合にはアルミニウム基材の末端）の輝度（例えば１５０）を閾値とする。次に、処理領域の画像において、設定された閾値以上の輝度で選択された粒子の分離処理を行なう。この粒子分離処理は、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理に基づいて粒子を分離する。まず、ＥＤＭ（ユークリッド距離地図）を作成し、次に、ＥＤＭの最終的な侵食点（ＵＥＰｓ）を作成し、各ＵＥＰ（極限侵食点、ＥＤＭの極大又は頂点）を可能な限り、粒子の端（縁）に到達するまで、又は他（隣）の成長（膨張）しているＵＥＰの領域の境界（縁）に到着するまで拡張することにより、隣接面（境界面）を確定する。次いで、最小値を決めて該値以上のサイズの塊をカウントし、更に、ＩｍａｇｅＪによりそれぞれの塊の面積、外周、座標を得る。そして、得られた全ての画像（無作為抽出した５箇所以上の処理領域の画像）の結果を基に、多孔質表面層の柱状体の凸部面積率の平均値、多孔質表面層の柱状体の数の平均値、及び、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値を算出する。
（１）多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値の測定：
先ず、前述のように、多孔質表面層の表面の無作為抽出した３～５箇所の領域の画像（例えば、ＳＥＭ像）をそれぞれ用い、各画像ごとに、画像をソフト（ＩｍａｇｅＪ等）に取り込み、８ｂｉｔ（２５６階調、グレースケール）に変換し、得られたグレースケール画像において、無作為に、処理を行う領域（表面画像から無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定し（なお、処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域のグレースケール画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所以上抽出することにより行う）、その無作為抽出した４００ｎｍ視野角内の画像を二値化した後（この際の閾値はＳＥＭ像のコントラストから凸部が選択できる値とする）、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理（分水嶺処理）を行って分割（これにより凸部の重なりを調製）した後、それぞれの塊の部分の面積を求め、各塊の面積の合計値を求めることにより、１つの処理領域の画像中における凸部として形成されている柱状体の部分の面積の合計値を求め、その処理領域の画像内に占める柱状体の部分の面積の割合（凸部面積率）を求める。このようにして、結果的に、無作為抽出した５箇所以上の４００ｎｍ視野角の領域（処理領域）の画像ごとに、それぞれ凸部面積率を求める。そして、全ての画像（無作為抽出した５箇所以上の４００ｎｍ視野角の領域の画像）の凸部面積率の平均値を求めて、得られた平均値を無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値とする。
（２）多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値の測定：
先ず、前述のように、多孔質表面層の表面の無作為抽出した３～５箇所の領域の画像（例えば、ＳＥＭ像）をそれぞれ用い、各画像ごとに、画像をソフト（ＩｍａｇｅＪ等）に取り込み、８ｂｉｔ（２５６階調、グレースケール）に変換し、得られたグレースケール画像において、無作為に、処理を行う領域（表面画像から無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定し（なお、処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域のグレースケール画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所以上抽出することにより行う）、その無作為抽出した４００ｎｍ視野角内の画像（処理領域の画像）を二値化した後、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理により分割し、その処理領域の画像中の塊の総数を得る。このようにして、結果的に、無作為抽出した５箇所以上の４００ｎｍ視野角の領域の画像ごとに、前記塊の総数を得る。そして、全ての画像（無作為抽出した５箇所以上の４００ｎｍ視野角の領域（処理領域）の画像）の塊の数の平均値を求めて、得られた平均値を無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値とする。
（３）多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値の測定：
先ず、前述のように、多孔質表面層の断面の無作為抽出した３～５箇所の領域の画像（例えば、ＳＥＭ像）をそれぞれ用い、各画像ごとに、画像をソフト（ＩｍａｇｅＪ等）に取り込み、８ｂｉｔ（２５６階調、グレースケール）に変換し、得られたグレースケール画像において、無作為に、処理を行う領域（断面画像から無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定し（なお、処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域のグレースケール画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所以上抽出することにより行う）、その無作為抽出した４００ｎｍ視野角内の画像（処理領域の画像）を二値化した後、その処理領域の画像中においてカウントした各塊の外周を足し、１つの処理領域の画像における柱状体断面の周囲の長さの合計値を得る。このようにして、結果的に、無作為抽出した５箇所以上の４００ｎｍ視野角の領域（処理領域）の画像ごとに、柱状体断面の周囲の長さの合計値を得る。そして、全ての画像（無作為抽出した５箇所以上の４００ｎｍ視野角の領域の画像）の柱状体断面の周囲の長さの合計値の平均を求めて、得られた平均値を無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値とする。

以上、説明したような方法を採用することにより、前記酸化アルミニウム被膜における多孔質表面層の柱状体の凸部面積率の平均値、多孔質表面層の柱状体の数の平均値、及び、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値をそれぞれ求めることができる。

また、アルミニウム製口金１１に形成される酸化アルミニウム被膜は、その外側の表面（基材側とは反対側の表面）に、前述のような特定の多孔質表面層が形成されていればよく、例えば、陽極酸化処理を複数回行い、前述の多孔質表面層以外の酸化アルミニウム被膜からなる層（中間層）を形成した後に、その層上に、前述のような特定の多孔質表面層を形成して、中間層（アルミニウム基材と、多孔質表面層との間の層）と多孔質表面層とを備える形態の被膜としてもよい。なお、このような中間層としては、平均膜厚が３００ｎｍ～２０μｍの多孔質中間層が好ましく、３００ｎｍ～１５μｍの多孔質中間層がより好ましく、３００ｎｍ～１０μｍの多孔質中間層が特に好ましい。また、このような中間層としては、平均細孔径が５～５０ｎｍ（より好ましくは５～３０ｎｍ特に好ましくは１０～２０ｎｍ）の微細凹部が形成された多孔質中間層が好ましい。さらに、このような微細凹部が形成された多孔質中間層としては、微細凹部の平均細孔間距離が５～９０ｎｍ（より好ましくは１０～７０ｎｍ、特に好ましくは２０～５０ｎｍ）のものがより好ましい。また、微細凹部が形成された多孔質中間層において、かかる微細凹部の形態は、特に制限はなく、例えば、アルミニウム基材の表面に対して垂直な方向や一定の角度を有する方向に成長し配向性を持たせたもの、アルミニウム基材の表面に対してランダムな方向に成長し配向性を持たないもの（例えば、アリの巣状の構造、３次元的に網目状に凹部孔が絡み合うような３次元網目状構造、ランダム形状の構造など）、ストレートで配向性を持たないもの等、どのような形態であってもよい。また、このような酸化アルミニウム被膜中の多孔質中間層は、複数の層により形成させてもよい。

このような酸化アルミニウム被膜を有するアルミニウム製口金１１を製造するための方法は特に制限されず、上述の条件を満たすような多孔質表面層を製造するように、条件を適宜選択する以外は、国際公開第２０１５／０８３８４５号に記載されている方法を応用することができる。なお、国際公開第２０１５／０８３８４５号に記載されている方法を採用する場合、当業者であれば、上記多孔質表面層の目的とする設計に応じて、電圧の大きさや処理時間等の条件を適宜変更して、所望の設計の多孔質表面層を形成できる。

このような酸化アルミニウム被膜を有するアルミニウム製口金１１を製造するための方法としては、例えば、アルミニウム基材に陽極酸化処理を施して（中間層も形成する場合には複数回陽極酸化処理を施して）、前記アルミニウム基材の表面に前記多孔質表面層を有する酸化アルミニウム被膜を形成する方法を採用することが好ましい。

このような陽極酸化処理（場合により複数回の処理とする）の方法は特に制限されず、公知の陽極酸化方法を適宜採用することができる。例えば、アルミニウム基材を陽極とし、不溶性電極を陰極として酸性溶液中で電気分解して、アルミニウム基材表面を陽極酸化（場合により複数回陽極酸化）して、前記多孔質表面層を有する酸化アルミニウム被膜（陽極酸化被膜）を形成させることができる。

このような陽極酸化処理において用いる電解法、陰極、電解溶液、電解溶液の濃度や温度、電解の電流密度、電圧、電解処理の時間などは、特に制限はなく、目的とする酸化アルミニウム被膜の形状及び構造等、すなわち、目的とする多孔質表面層の形状及び構造等（中間層を形成する場合には、更に目的とする多孔質中間層の形状及び構造等）を形成することができる陽極酸化処理の方法や条件を適宜選択することができる。

このような陽極酸化処理において用いる電解法としては、特に制限はなく、例えば、サイクリック法、定電流法、定電位法、パルス定電位法及びパルス定電流法等の電解法を用いることができる。また、このような陽極酸化処理において用いる陰極としては、特に制限はなく、例えば、酸性溶液と反応したり、導電性の著しく低いものでない限り、任意のものを使用できるが、通常、白金、鉛、ステンレス、カーボン等の不溶性導電体板を用いることができる。また、このような陽極酸化処理において用いる電解溶液としては、特に制限はなく、例えば、燐酸、クロム酸、シュウ酸、硫酸溶液などの酸性溶液が例示でき、これらを１種又は２種以上混合して用いることができる。

また、このような陽極酸化処理に用いる酸性溶液の濃度としては、用いる電解溶液の種類や形成する多孔質表面層及び／又は形成する中間層の形状や構造等の条件に応じて適宜選択すればよく、例えば、酸性溶液として硫酸水溶液を用いた場合には０．０１～１０ｍｏｌ／Ｌとすることが好ましく、シュウ酸水溶液を用いた場合には０．０１～１０ｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。また、酸性溶液の温度としては、－１０～８０℃が好ましく、－１０～６０℃がより好ましい。当該温度で陽極酸化処理を実施することにより、アルミニウム基材の表面に、酸化アルミニウム被膜（前記多孔質表面層よりなる被膜、又は、中間層及び多孔質表面層よりなる被膜等）を容易に形成することができる。このような酸性溶液の温度が前記下限未満では、前記多孔質表面層の前記柱状体及び／又は多孔質中間層の形成が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると陽極酸化被膜の溶解が激しくなるため、前記柱状体を形成することが困難となる傾向にある。なお、陽極酸化処理における電解処理の時間は３０秒～１００分であることが好ましい。

このような陽極酸化処理として好適に採用可能な方法として、陽極酸化処理を複数回行うことにより、中間層と多孔質表面層とを備える酸化アルミニウム被膜（陽極酸化被膜）を形成する場合を例に挙げて説明する。このような方法としては、例えば、先ず、第一段目の陽極酸化処理として、電解液としてリン酸、クロム酸、シュウ酸、硫酸などの酸性溶液のうちの１種又は２種以上からなる酸性溶液（より好ましくはシュウ酸及び硫酸のうちの１種又は２種からなる酸性溶液）を用い、酸性溶液の濃度が０．０１～１０ｍｏｌ／Ｌ、処理温度が－１０～６０℃、電圧が０．０１～３０Ｖ（より好ましくは０．０１～２０Ｖ）、電流密度が０．００２～２．０Ａ／ｄｍ^２、処理時間が３０秒～１００分（より好ましくは３０秒～９０分）の条件で電解して、アルミニウム基材表面に陽極酸化膜を形成し、次いで、陽極酸化処理として、表面側が前記多孔質表面層となるように、アルミニウム基材を陽極とし、白金板を陰極とし、電解液としてリン酸、クロム酸、シュウ酸、硫酸などの酸性溶液のうちの１種又は２種以上からなる酸性溶液（より好ましくはシュウ酸及び硫酸のうちの１種又は２種からなる酸性溶液）を用い、酸性溶液の濃度が０．０１～１０ｍｏｌ／Ｌ、処理温度が－１０～６０℃、電圧が０．０１～３０Ｖ（より好ましくは０．１～３０Ｖ）、電流密度が０．００２～２．０Ａ／ｄｍ^２、処理時間が３０秒～１００分（より好ましくは３０秒～９０分）の条件で電解して、陽極酸化膜を形成する方法を挙げることができ、これにより、酸化アルミニウムからなる中間層と、前記多孔質表面層とからなる酸化アルミニウム被膜（陽極酸化被膜）を有するアルミニウム基材からなる口金を得ることができる。なお、陽極酸化処理を複数回処理とする場合においては、（初回の処理により形成する層の厚さ）≦（第二回目以降の処理により形成する層の厚さ）となる処理条件とすることがより好ましい。このようにすることにより、多孔質表面層の前記柱状体をより容易に形成することができる。なお、このようにして、陽極酸化処理を複数回行って中間層を形成した場合、その処理条件に応じて、中間層を微細凹部を有する多孔質中間層とすることができる。また、このような中間層は、その処理条件に応じて、国際公開第２０１５／０８３８４５号に記載されている多孔質中間層と同様の層とすることができる。

また、このような陽極酸化処理に際しては、陽極酸化処理の前に、通常行われる予備処理（バフ研磨、ヘアーライン、梨地・模様付、など）や前処理（脱脂、エッチング、デスマット、電解研磨などの表面の清浄・溶解処理）を適宜行うことができる。このような前処理は、表面処理面を脱脂処理、エッチング処理、デスマット処理、又は電解研磨処理のいずれか一種又は二種以上を行うことが好ましい。なお、このような前処理の方法としては、国際公開第２０１５／０８３８４５号に記載されている方法を適宜利用することができる。

また、このような陽極酸化処理に際しては、各段階の陽極酸化処理の後に、通常行われる後処理（水洗、封孔など）を適宜行うことができる。このような陽極酸化処理の後処理としてはリン酸溶液を用いてアルミニウム基材表面の酸化アルミニウム被膜に処理（リン酸処理）を施すことが好ましい。

このように、アルミニウム製口金は、高圧ボンベの設計に応じた所望の形状のアルミニウム基材に対して、陽極酸化処理を施すことにより（場合により陽極酸化処理を適宜複数回施すことにより）得ることができる。

（補強層１２）
補強層１２は、ライナー１０の外表面を覆うように形成されている。また、本実施形態において、補強層１２は、ライナー１０の外表面全体と、口金１１の一部を覆うように形成されている。このような補強層１２は特に制限されず、高圧タンクの分野において、樹脂製のライナーに対する補強層として利用されている公知の層と同様のものとすることができ、例えば、繊維強化樹脂からなる層、熱硬化性樹脂層からなる層等を適宜利用することができる。また、このような補強層１２は、中でも、繊維強化樹脂からなる層とすることが好ましい。このような繊維強化樹脂としては、例えば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）等を適宜利用でき、その種類は特に制限されるものではないが、中でも、高圧に耐え得る強度や弾性率をより効率よく発現させることが可能となるといった観点から、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を用いることが好ましい。

（高圧タンクを製造するための方法）
以下、上述のような樹脂製ライナー１０と、樹脂製ライナー１０の開口部に装着されたアルミニウム製口金１１と、ライナー１０の外表面に形成された補強層１２とを備える高圧タンクを製造するための方法として好適に利用可能な方法を説明する。

このような高圧タンクの製造方法としては、ライナー１０の開口部にアルミニウム製口金１１が装着された口金装着ライナーを製造する第一工程と、前記口金装着ライナーの外表面に、予め熱硬化性樹脂が含浸された繊維（あるいは繊維束）を巻き付けた後、熱硬化性樹脂を加熱により硬化させることにより、前記口金装着ライナーの外表面に補強層１２を形成する第二工程とを含む方法を採用することが好ましい。

このような第一工程は、ライナー１０の開口部にアルミニウム製口金１１が装着された口金装着ライナーを製造する工程である。このような工程としては、ライナー１０を形成する樹脂とアルミニウム製口金１１とを接合させて、ライナー１０の開口部にアルミニウム製口金１１が装着された形態の口金装着ライナー（中間構造体）を得る工程を採用することが好ましい。

このように、ライナー１０を形成する樹脂とアルミニウム製口金１１とを接合させて、ライナー１０の開口部にアルミニウム製口金１１が装着された形態の口金装着ライナーを得るための方法としては特に制限されず、樹脂を成形する公知の方法を適宜採用することにより、樹脂製のライナー１０とアルミニウム製口金１１とが接合された構造体を製造する方法を適宜採用できる。このような樹脂を成形する方法としては、アルミニウム製口金１１の表面に形成された酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層を介して、口金１１と、ライナー１０を形成する樹脂とを接合させることが可能となるような成形方法であればよく、例えば、射出成形法、圧縮成形法、溶融圧着法、加圧プレス法などの方法を用いることができる。このような方法の中でも、射出成形法を用いることが好ましい。このような射出成形法としては、特に制限されず、射出成形機を使用した通常の射出成形法を用いることができる。

このような射出成形法を採用して口金装着ライナーを得る方法としては、例えば、射出成形金型を用意し、その金型を開いて、ライナー１０の開口部となる位置に、予め形成せしめたアルミニウム製口金１１を射出成形用金型に装着した後、金型を閉め、アルミニウム製口金１１の少なくとも一部の表面（多孔質表面層を含む部分の表面）に溶融状態の樹脂が接触するようにしながら樹脂を射出し、その後、金型を冷却することによって樹脂を凝固させることにより、アルミニウム製口金１１の表面の多孔質表面層を介して、アルミニウム製口金１１と樹脂とを接合させて、樹脂製のライナー１０の開口部にアルミニウム製口金１１が装着された形態の口金装着ライナーを得る方法を好適に採用できる。なお、成形圧力や射出速度の条件は、使用する成形機、樹脂の種類及び成形する形状によって適宜設定することができる。また、その他の射出条件についても、用いる樹脂の種類に応じて、公知の条件を適宜採用することができる。このようにして、アルミニウム製口金１１に溶融した樹脂を接触させることで、樹脂がアルミニウム製口金１１の多孔質表面層の凹凸内部に入り込み、硬化後に、酸化アルミニウム被膜の内部にライナー１０を構成する樹脂を十分に嵌入させた（喰いこませた）状態とすることが可能となって、オングストローム～ナノメートルレベルで隙間の無い状態で、アルミニウム製口金１１とライナー１０とを接合することが可能となり、接合界面の気密性を非常に高度なものとすることができる。

なお、ライナー１０を形成する樹脂とアルミニウム製口金１１とを接合させて、ライナー１０の開口部にアルミニウム製口金１１が装着された形態の口金装着ライナーを得る方法は、上記方法に制限されるものではなく、例えば、国際公開第２０１５／０８３８４５号に記載されている接合工程と同様の工程を適宜利用することができる。

また、前記第二工程は、前記口金装着ライナーの外表面に、予め熱硬化性樹脂が含浸された繊維（あるいは繊維束）を巻き付けた後、熱硬化性樹脂を加熱により硬化させることにより、前記口金装着ライナーの外表面に補強層１２を形成する工程である。このような補強層１２を形成する方法としては、特に制限されず、公知の方法を適宜採用可能であるが、いわゆるフィラメントワインディング法によって、予め熱硬化性樹脂が含浸された繊維（あるいは繊維束）を巻き付けた後、熱硬化性樹脂を加熱により硬化させることによって形成する方法を好適に採用することができる。なお、このような熱可塑性樹脂の硬化条件等は、公知の条件を適宜採用できる。また、このような補強層１２の製造に利用される繊維に含浸させる熱硬化性樹脂としては特に制限されないが、例えば、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等を用いることができる。さらに、熱硬化性樹脂が含浸された繊維を巻きつける方法等も特に制限されず、公知の方法を適宜採用できる。

以上、本発明の高圧タンクの好適な実施形態について図１を参照しながら説明したが、本発明の高圧タンクは上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の高圧タンクは、高圧タンク用樹脂製ライナー１０と、アルミニウム製口金１１と、補強層１２とからなるものであるが、本発明の高圧タンクの構成は上記実施形態に限られるものではなく、補強層１２の表面上に更に保護層を備えるものとしてもよい。このような補強層１２の表面上に形成する保護層としては、高圧タンクの分野において、補強層上に形成される保護層として利用さているものを適宜利用でき、例えば、繊維強化樹脂又は熱硬化樹脂等かならる層を好適に利用できる。このような保護層も、いわゆるフィラメントワインディング法によって好適に製造することができる。このように、本発明の高圧タンクは、前記高圧タンク用樹脂製ライナーと、前記アルミニウム製口金と、前記補強層とを備えていれば、他の構成（例えば、前記保護層、口金に装着するバルブ、更に高い気密性等を得るといった観点から口金とライナーとの間に配置して利用する予備的なＯリング、前記バルブと口金の間の気密性を担保するために利用するＯリング等）を適宜備えていてもよい。

また、上記実施形態の高圧タンクは、ライナー１０の開口部が１つのみであったが、開口部の個数は制限されるものではなく、用途に応じて２以上とすることができる。なお、開口部の数が複数である場合には、開口部に接合させる口金１１の数も、基本的に、開口部の数と併せて複数個となる。

なお、このような高圧タンクは、極めて気密性の高いものとなることから、水素ガス用のタンク（高圧水素タンク）として有用であり、例えば、燃料電池自動車用の高圧水素タンク等として好適に利用できる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（参考例１、実施例１～３及び比較例１～２）
各実施例等においては、それぞれ、表１に示す製造条件を採用して、以下のようにして、酸化アルミニウム被膜が形成されたアルミニウム試料に樹脂が接合した試験片（ＩＳＯ１９０９５シリーズに準じた試験片）を作成した。

すなわち、先ず、アルミニウム試料（ＪＩＳ規格の合金番号「Ａ６０６１」、形状：中心に穴が開いたドーナツ型の円形板）を用意した。次に、前記アルミニウム試料に対してアセトンを用いた脱脂処理を施した後、かかる脱脂処理後の試料をイオン交換水で洗浄した。

次に、前記アルミニウム試料を陽極とし、電解液として５～５０ｗｔ％濃度の硫酸（和光純薬工業社製、純度９６～９８％）水溶液を用いて、白金板を陰極（不溶性電極）として、表１に示す陽極酸化処理の条件を採用して、アルミニウム試料の表面上に酸化アルミニウム被膜を形成した。なお、複数回の陽極酸化処理に際しては、それぞれ陽極酸化を施した試料を水で洗浄し、乾燥させた後に、リン酸溶液に浸漬して室温で１～３０分間撹拌した後、水で再度洗浄する後処理をそれぞれ行った。このようにして、陽極酸化処理（処理後の前記後処理を含む）を行い、酸化アルミニウム被膜が形成されたアルミニウム試料（被膜付アルミニウム試料）を調製した。

次に、以下のようにして、得られた被膜付アルミニウム試料（形状：ドーナツ型の円形板）の中心穴の部分に、中心穴（空洞部）が樹脂（ポリアミド６）で塞がるように、射出成形装置を用いて射出成形により円板状の樹脂を接合させて、試験片を形成せしめた。すなわち、先ず、射出成形用金型に前記被膜付アルミニウム試料を装着した。次いで、前記金型を射出成形装置（新興セルビック社製、小型射出成形機、Ｃ．Ｍｏｂｉｌｅ）に装着し、表１に示すように、樹脂温度２９０℃、金型温度１２５℃の射出成形条件で、ポリアミド６（以下、「ＰＡ６」と略す）を、被膜付アルミニウム試料の酸化アルミニウム被膜が形成された面（中心穴の側壁の部分の面）に接触するように射出した後、室温まで冷却することにより、被膜付アルミニウム試料の中心穴の部分に、ポリアミド６よりなる樹脂の円形板を接合させ、試験片を得た（射出成型によりポリアミド６からなる樹脂を前記被膜付アルミニウム試料に接合させることにより試験片を得た）。

［参考例１、実施例１～３及び比較例１～２で得られた試験片の特性評価］
＜多孔質表面層の観察＞
参考例１、実施例１～３及び比較例１～２において得られた射出成形前の被膜付アルミニウム試料中の酸化アルミニウム被膜についてＳＥＭ観察をそれぞれ行い、各酸化アルミニウム被膜中に形成されている多孔質表面層を構成する柱状体の平均高さ（柱状体の平均高さ）、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値、柱状体の凸部面積率の平均値、柱状体の数の平均値を以下のようにして求めた。

先ず、柱状体の平均高さを、ＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ製、商品名：Ｓ－５５００）を用いて、以下のようにして求めた。すなわち、先ず、酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層の表面のＳＥＭ像及びその表面に垂直な方向の縦断面のＳＥＭ像を撮影した。このようなＳＥＭ像の撮像は多孔質表面層から無作為に抽出した５箇所の領域に対して行った。なお、このようなＳＥＭ像撮影に際しては、試料表面に電子が滞留して帯電現象（チャージアップ）が発生することを防止するため、試料表面に導電材をコーティングしたものを準備して用い、観察倍率２０００００倍の条件で測定を行った。次いで、撮影した縦断面の画像（凸部である柱状体が３０～１００個写る、縦３６５ｎｍ、横６３０ｎｍの領域の断面のＳＥＭ像、倍率２０００００倍）ごとに、画像中の柱状体の高さの最大のものと最小のものを選び、その最大値と最小値の中間の値を平均値とし、かかる平均値と最大値との差を標準偏差の３倍として正規分布を求め、その正規分布から１つのＳＥＭ像における多孔質表面層の高さの平均値を求めた。そして、全てのＳＥＭ像（前述の無作為抽出した５箇所の領域の画像）の多孔質表面層の高さの平均値の平均値を算出することにより、柱状体の平均高さを求めた。得られた結果を表２に示す。

次に、酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の表面及び断面のＳＥＭ像をそれぞれ用い、各画像の解析（画像解析）を画像解析ソフトＩｍａｇｅＪを用いて行って、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値、柱状体の凸部面積率の平均値、柱状体の数の平均値を求めた。すなわち、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域のＳＥＭ像をそれぞれ用いて、各画像ごとに、画像を画像解析ソフトＩｍａｇｅＪに取り込み、８ｂｉｔ（２５６階調（白が２５５、黒が０）、グレースケール）に変換し、得られたグレースケール画像において、無作為に、処理を行う領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角）を設定し（なお、かかる処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域のグレースケール画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所抽出することにより行った）、その処理領域の画像中の凹凸界面に閾値を設定して二値化した後、凸部間の重なりを分割（調整）するために、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪに組み込まれている分水嶺処理（Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理）を行って、得られた全ての画像の結果を基いて、柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値、柱状体の凸部面積率の平均値、柱状体の数の平均値を求めた。

このように測定に際しては、先ず、酸化アルミニウム被膜の多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の表面及び断面のＳＥＭ像をそれぞれ用いて、画像を画像解析ソフトＩｍａｇｅＪ１．４７に取り込んだ後、ノイズを除去して画像（８ｂｉｔ画像：グレースケール）を得た後、その８ｂｉｔ画像の解析を画像解析ソフトＩｍａｇｅＪ１．４７を用いて行った。そして、かかる解析に際して、先ず、得られた８ｂｉｔ画像において、無作為に処理を行う領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角：処理領域）を設定し（処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域についてのグレースケール画像（３～５個の画像）の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所抽出することにより行った）、その処理領域の画像に二値化処理を行った。なお、画像の輝度の閾値設定処理に際しては、目視で第一層と認識できる境目の位置の輝度から閾値を求め、閾値として１５０を設定し、８ｂｉｔ画像で１５０以上の輝度を選択した。次いで、設定された閾値以上の輝度で選択された粒子の分離処理を行った。このような粒子分離処理は、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪ１．４７に組み込まれている分水嶺処理（Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理）に基づいて行い、これにより粒子を分離した。すなわち、最初に、ＥＤＭを作成し、次に、ＵＥＰｓを作成し、各ＵＥＰを可能な限り、粒子の端（縁）に到達するまで、又は他（隣）の成長（膨張）しているＵＥＰの領域の境界（縁）に到着するまで拡張することにより、隣接面（境界面）を確定した。次いで、最小値を設定して、その最小値以上のサイズの塊をカウントし、更に、ＩｍａｇｅＪによりそれぞれの塊のエリア面積、外周、座標を求めた。このようにして、無作為抽出した５箇所の４００ｎｍ視野角の領域（５箇所の処理領域）の画像ごとに、塊のエリア面積、外周、座標を求めた。

そして、多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値の測定に際しては、先ず、上述のように、多孔質表面層の表面から無作為抽出した３～５箇所の表面画像をそれぞれ用い、各画像について、８ｂｉｔ画像（グレースケール）を得た後、得られたグレースケール画像において無作為に処理領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定し（処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域についてのグレースケール画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所抽出することにより行った）、処理領域の画像を二値化した後、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理（分水嶺処理）を行い、無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域（処理領域）の画像において、分割された各塊の部分の面積を求めた。次に、各塊の面積の合計値を求め、その表面の処理領域の画像中における凸部として形成されている柱状体の部分の面積の合計値を求めた。次いで、かかる柱状体の部分の面積の合計値を用いて、その処理領域の画像内に占める柱状体の部分の面積の割合（凸部面積率）を算出して、その処理領域の画像の凸部面積率を求めた。そして、全ての画像（無作為抽出した５箇所の４００ｎｍ視野角の処理領域の画像）の凸部面積率の平均値を算出することにより、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値を求めた。得られた結果を表２に示す。

また、多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値は、以下のようにして求めた。先ず、上述のように、多孔質表面層の表面から無作為抽出した３～５箇所の領域の表面画像をそれぞれ用いて、各画像について、８ｂｉｔ画像（グレースケール）を得た後、得られたグレースケール画像において無作為に処理領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定し（処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域についてのグレースケール画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所抽出することにより行った）、処理領域の画像を二値化した後、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ細分化処理（分水嶺処理）を行い、分割された各塊の総数を求めることにより、その４００ｎｍ視野角の処理領域の画像中の柱状体の数を求めた。そして、全ての画像（無作為抽出した５箇所の４００ｎｍ視野角の処理領域の画像）の塊の総数の平均値を算出することにより、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値を求めた。得られた結果を表２に示す。

また、多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値は、以下のようにして求めた。先ず、上述のように、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域の断面画像をそれぞれ用い、各画像について、８ｂｉｔ画像（グレースケール）を得た後、得られたグレースケール画像において無作為に処理領域（無作為抽出した４００ｎｍ視野角の領域）を設定し（処理領域の設定は、多孔質表面層の無作為抽出した３～５箇所の領域についてのグレースケール画像の中から、無作為に４００ｎｍ視野角の領域を５箇所抽出することにより行った）、処理領域の画像を二値化した後、その処理領域内において、上述のようにしてカウントした各塊（断面中）の外周を足し（４００ｎｍ視野角内のすべての塊（断面中）の外周を足し）、その処理領域の画像中の柱状体断面の周囲の長さの合計値を得た。そして、全ての画像（無作為抽出した５箇所の４００ｎｍ視野角の処理領域の画像）の柱状体断面の周囲の長さの合計値の平均値を算出することにより、無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値を求めた。得られた結果を表２に示す。

＜Ｈｅリーク法によるＨｅリーク量の測定＞
参考例１、実施例１～３及び比較例１～２で得られた試験片（射出成形品）をそれぞれ用いて、各試験片のアルミニウム試料と樹脂との接合部分の気密性を評価するため、Ｈｅリーク法によりＨｅリーク量を測定した。このような測定に際しては、先ず、試験片の一方の面を、加圧ガスとしてＨｅを用いて、Ｈｅにより０．５ＭＰａの条件で加圧し、もう一方の面側に透過してきたＨｅの量を、Ｈｅリークディテクタ（ＰＦＥＩＦＦＥＲ ＶＡＣＵＵＭ（ファイファーバキューム）製、ＡＳＭ３４０、最少検知可能リークレート（真空法）：＜５×１０^－１３Ｐａ・ｍ^３／ｓ）により求め、得られた値をＨｅリーク量（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）として検出、定量化した。より具体的には、試験片の一方の面側から他方の面側に透過して漏れ出たＨｅをＨｅリークディテクタで測定できるように、以下のようにして試験を行った。すなわち、試験片を隔壁として前室と後室を形成し（なお、前室を下側に配置し、後室を上側に配置する）、試験片で区切られた前室側（下側の領域）にＨｅ（ガス）を導入して試験片の一方の面（前室側の面）を加圧し、試験片の他方の面（後室側の面）側に向かって試験片を透過して漏れ出たＨｅ（ガス）を後室（上側の領域）に導入させ、後室に導入されたＨｅ（試験片を透過して漏れ出たガス）の量（Ｈｅリーク量）の測定をＨｅリークディテクタで行った。また、Ｈｅ（ガス）による加圧は恒温槽（ＥＳＰＥＣ（エスペック）製）内で行い、加圧時の温度は室温とした。このようにして、試験を開始（Ｈｅで０．５ＭＰａの加圧を開始）してから１０秒後のＨｅリーク量（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）を気密性の評価を行うために求めた。得られた結果を表２に示す。

なお、気密性に関して、Ｈｅリーク量が１０^－４～１０^－１Ｐａ・ｍ^３／ｓである場合には界面から液体が漏れてしまい、気体の漏れを高い水準で防止することは困難であるものと考えられる。一方、Ｈｅリーク量が１０^－５Ｐａ・ｍ^３／ｓ以下である場合には、液体の漏れがないばかりか、気体の漏れを高い水準で防止することが可能な、非常に優れた気密性を有するものとなると考えられる。なお、特にＨｅリーク量が１０^－７Ｐａ・ｍ^３／ｓよりも小さい場合には、そのリーク量は樹脂材料（ＰＡ６）にＨｅが浸透・拡散するレベルの量であるものといえ、接合面（アルミニウム試料と樹脂（ＰＡ６）との界面）からのガスの漏れ（透過）はないものと考えらることができる。そのため、Ｈｅリーク量が１０^－７Ｐａ・ｍ^３／ｓよりも小さい場合には、気体の漏れを極めて高い水準で防止できる、更に高度な水準の気密性を有するものとなると考えられる。なお、アルミニウムのみからなる円形板（中心穴なし）を試験片の代わりに用いてＨｅリーク量を求めた場合、１０^－１０Ｐａ・ｍ^３／ｓレベルのＨｅリーク量となる。

表２に示した結果から明らかなように、試験片のアルミニウム試料の表面に酸化アルミニウム被膜（陽極酸化被膜）が形成されており、その酸化アルミニウム被膜が平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有し、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値が５．０～２６．０％であり、かつ、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が５００～２０００個である場合（参考例１及び実施例１～３で得られた試験片を用いた場合）にはいずれも、Ｈｅリーク量が２．１×１０^－６Ｐａ・ｍ^３／ｓ以下となっていた。かかる結果から、参考例１及び実施例１～３で得られた試験片は、アルミニウム試料と樹脂（ＰＡ６）との接合面（界面）からのＨｅの漏れを十分に高い水準で防止することができることが分かる。特に、実施例１～３で製造した試験片においては、Ｈｅリーク量が５．５×１０^－９Ｐａ・ｍ^３／ｓ以下となっており、接合面（アルミニウム試料と樹脂（ＰＡ６）との界面）からのガスの漏れ（透過）はないものと考えられることから、更に高い水準で気体の漏れを防止できていることが分かる。他方、試験片のアルミニウム試料の表面に平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層が形成されていても、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が５００個未満となり、かつ、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値が５．０～２６．０％の範囲外となっている場合（比較例１～２で得られた試験片を用いた場合）には、Ｈｅリーク量が計測不能（０．１＜）となっており、気密性の点では参考例１及び実施例１～３で得られた試験片に対して劣ったものとなることが分かった。

このような結果から、アルミニウム製口金の表面に酸化アルミニウム被膜を形成し、前記酸化アルミニウム被膜を、平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有するものとし、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値を５．０～２６．０％となるようにし、かつ、前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値を５００～２０００個となるようにすることで、少なくとも一つの開口部を有する高圧タンク用樹脂製ライナーと、前記開口部に装着されたアルミニウム製口金と、補強層とを備える高圧タンクにおいて、樹脂製ライナーと、前記開口部に装着されたアルミニウム製口金との接合面から水素やヘリウムといった分子構造の小さな気体が漏れ出ることを十分に高度な水準で防止することが可能となることが分かった。

以上説明したように、本発明によれば、口金と樹脂製ライナーとの接合部に必ずしもＯリングを利用する必要がなく、密封する気体が水素やヘリウムといった分子構造の小さな気体であっても、口金と樹脂製ライナーとの界面からの気体の漏れを高い水準で防止することができ、非常に優れた気密性を有するものとすることが可能な高圧タンクを提供することが可能となる。そのため、本発明の高圧タンクは、特に、燃料電池自動車（ＦＣＶ）用の高圧ガス用容器（例えば、ＦＣＶ用の水素タンク等）等として有用である。

１…高圧タンク、１０…ライナー、１１…アルミニウム製口金、１２…補強層。

Claims (3)

1. 少なくとも一つの開口部を有する高圧タンク用樹脂製ライナーと、
   前記開口部に装着されたアルミニウム製口金と、
   前記ライナーの外表面に形成された補強層と、
   を備えており、
   前記アルミニウム製口金の表面に酸化アルミニウム被膜が形成されており、
   前記酸化アルミニウム被膜が、平均高さが１０～１００ｎｍの柱状体が分散配置されてなる多孔質表面層を有しており、
   前記多孔質表面層を有する前記酸化アルミニウム被膜が陽極酸化被膜であり、
   前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の凸部面積率の平均値が１１．０～２０．０％であり、
   前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体の数の平均値が６７０～１２００個であり、
   前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が、２００００～５００００ｎｍであり、かつ、
   前記ライナーと前記アルミニウム製口金との接合部において、前記多孔質表面層の前記柱状体を凸部とする凹凸構造の凹凸内部に前記ライナーを構成する樹脂が嵌入した状態で前記ライナーと前記アルミニウム製口金とが接合されていること、
   を特徴とする高圧タンク。
2. 前記多孔質表面層の無作為抽出した４００ｎｍ視野角内における柱状体断面の周囲の長さの合計の平均値が、２００００～４００００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の高圧タンク。
3. 水素ガス用のタンクであることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧タンク。