JP2014501818A - ガス貯蔵タンク用ライナー - Google Patents
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Abstract
Description
ガス貯蔵タンクは知られており、例えば、複合圧力容器(composite overwrapped pressure vessel)または真空断熱タンク容器と称されている。ガス貯蔵タンクは、通常は構造用繊維複合材料で覆われた、薄い、非構造用のライナーを含み、加圧下で流体またはガスを収容するように設計されている。こうしたライナーは、流体またはガスと複合材料との間のバリアとなって、とりわけ、漏洩および構造用繊維複合材料の化学分解を妨げることを目的とするものである。一般的に、保護シェルが、衝撃損傷に対する保護シールドとして使用される。最も一般的に使用されている複合材料は、繊維強化ポリマーである。ライナーについては、例えば米国特許出願公開第2002/088806号明細書に記載されているように、最も一般的にはポリエチレンが使用されている。こうした種類のタンクは、それらはより低重量であるという点で、同様の大きさの金属製圧力タンクと比べて有利である。しかしながら、こうしたライナーの不利点は、ライナーを透過するガスが繊維を脆化し得ることである。ポリアミド樹脂、コポリアミドおよび耐衝撃性材料を含む、バリア特性が改善されたライナーが、米国特許出願公開第2009/0203845号明細書に記載されている。このライナーの不利点は、バリア特性が依然として不十分であることである。
本発明の目的は、改善されたバリア特性を示すガス貯蔵タンク用のライナーを提供することである。
今回、意外にも、
i.ポリアミドAと、
ii.ポリマー組成物の総量を基準として少なくとも0.001重量パーセントの量の成核剤と、
iii.ポリマー組成物の総量を基準として少なくとも1重量パーセントの量の耐衝撃性改良剤と
を含むポリマー組成物を含有するガス貯蔵タンク用ライナーが、改善されたバリア特性を示すことが見出された。本発明に従うライナーは、改善されたバリア特性を有する。当該ライナーは、先行技術において知られているよりも繊維の分解が低減するという結果をもたらし、かつ、ガス貯蔵タンク中のライナーをより薄くすることまたは層をより少なくすることを可能にして、その結果、材料の節約をもたらし、プロセスをより容易にする。さらなる利点は、本発明に従うライナーを用いると、より少ない座屈が観察されることである。座屈は、タンク中の圧力が例えばタンクの開放により低くなった際に、ライナーと別の層との間に透過により存在するガスが膨張した時に起こる。
ポリマー組成物を含有するライナー中のポリアミドAは、任意の半結晶質ポリアミドまたはそのブレンド、ならびにコポリアミドであり得る。
本発明に従うライナーは、ポリマー組成物の総量を基準として少なくとも0.001重量パーセントの量の成核剤を含む。
本発明に従うライナーは、ポリマー組成物の総量を基準として少なくとも1重量%の量の耐衝撃性改良剤を含む。耐衝撃性改良剤自体は知られており、無極性モノマー(例えば、オレフィン)だけでなく、極性または反応性モノマー(例えば、とりわけ、アクリレート、およびエポキシド、酸または無水物含有モノマー)をも含有するゴム状ポリマーである。例としては、エチレンと(メタ)アクリル酸とのコポリマー、または無水物基で官能基化されたエチレン/プロピレンコポリマーが挙げられる。耐衝撃性改良剤の利点は、それらがポリマー組成物の衝撃強さを改善するだけでなく、粘性の増大の一助ともなることである。
本発明に従うライナーは、必要に応じて、他の添加剤(例えば、充填剤、着色剤、分岐剤、離型剤および滑剤)を含み得る。
ライナーは、ブロー成形または射出成形により調製され得る。射出成形は、好ましくは2シェル成形(two−shell molding)の形態で行われ、その後、それらのシェルが溶着されてライナーになる。ブロー成形により調製される場合は、ライナーはまた、好ましくは、ポリマー組成物についてより高い粘性を可能にする分岐剤も含む。
a.ポリマー組成物を加熱して均一な粘性液体を得る工程と、
b.その粘性液体からパリソンを形成する工程と、
c.加圧ガスによりパリソンを膨張させ、それを、それが冷却し凝固するまで金型キャビティに押し付けて、成形品を形成する工程と、
d.金型を開放する工程と、
e.成形品を取り出す工程と
を含むものと理解される。
本発明はまた、構造用繊維複合材料と本発明に従うライナーとを含むガス貯蔵タンクに関する。構造用繊維複合材料は、通常、連続炭素繊維または連続ガラス繊維を含む。
メジアン径0.50マイクロメートル、99%が5マイクロメートル未満、92%が2マイクロメートル未満、75%が1マイクロメートル未満であった。
試験方法は、プラスチック(フィルム、シート)を通るガスの定常状態の透過度の推定を対象とするものである。試料を、ガス透過セルの2つのチャンバーの間にバリアを形成するように取り付ける。一方のチャンバーは、特定の高い圧力で試験ガスを含有しており、他方のチャンバーにおいて、透過したガスを回収し、検出器に導いた。試料の面積(surface)は既知であるので、ガス透過度は、試験条件下で単位時間中にプラスチックフィルムの単位面積を通過する所与のガスの量として算出され得る。
Claims (12)
- i.ポリアミドAと、
ii.ポリマー組成物の総量を基準として少なくとも0.001重量パーセントの量の成核剤と、
iii.前記ポリマー組成物の総量を基準として少なくとも1重量パーセントの量の耐衝撃性改良剤と
を含むポリマー組成物を含有する、ガス貯蔵タンク用ライナー。 - 前記成核剤が、ポリアミドAよりも高い溶融温度を有するポリアミドおよびマイクロタルクからなる群から選択される、請求項1に記載のライナー。
- ポリアミドAよりも高い溶融温度を有する前記ポリアミドが、PA46、PA410、PA4Tからなる群から選択される、請求項2に記載のライナー。
- ポリアミドAが、PA6であり、かつ前記成核剤が、PA66、PA46、PA410、PA4Tからなる群から選択される、請求項1に記載のライナー。
- ポリアミドAが、PA66であり、かつ前記成核剤が、PA46およびPA4Tからなる群から選択される、請求項1に記載のライナー。
- 前記成核剤が、マイクロタルクである、請求項1に記載のライナー。
- 前記成核剤が、ポリマー組成物の総量を基準として少なくとも0.05重量%の量で存在する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のライナー。
- 前記成核剤が、ポリマー組成物の総量を基準として0.05〜0.15重量%の間の量で存在する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のライナー。
- 前記耐衝撃性改良剤の量が、ポリマー組成物の総量を基準として7〜20重量%の間である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のライナー。
- 前記耐衝撃性改良剤が、コア−シェル型耐衝撃性改良剤である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のライナー。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のライナーと、連続炭素繊維または連続ガラス繊維を含む構造用繊維複合材料とを含む、ガス貯蔵タンク。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のライナーを調製するための方法であって、少なくとも以下の工程:
a.前記ポリマー組成物を加熱して均一な粘性液体を得る工程と、
b.前記粘性液体からパリソンを形成する工程と、
c.加圧ガスにより前記パリソンを膨張させ、それを、それが冷却し凝固するまで金型キャビティに押し付けて、成形品を形成する工程と、
d.前記金型を開放する工程と、
e.前記成形品を取り出す工程と
を含む、方法。
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