[发明专利]高压气体用软管或贮存容器

说明书

技术领域

本发明涉及高压气体输送用软管或高压气体用贮存容器，特别地，涉及适用于将氢气供给至汽车燃料电池等的高压气体用软管，或适用于贮存高压氢气的高压气体用贮存容器。

背景技术

过去，对于用于在氢气填充站等将氢气供给至燃料电池的氢气供给用软管，已经主要研究例如SUS316L管等的金属管。然而，SUS316L软管具有一些问题以致可操作性由于其非挠性而是差的，并且SUS316L非常昂贵。在将其它金属用于金属管的情况下，会发生氢脆化(hydrogen embrittlement)。由于这些原因，由橡胶或树脂制成的软管的开发最近正在进行当中。为了防止氢气泄露并且确保其耐久性，由橡胶或树脂制成的常规软管是包括气体阻隔层和补强层的多层软管。

公开于例如JP2007-15279A(专利文献1)和JP2009-19717A(专利文献2)的示例性多层软管对于气体阻隔层采用乙烯·乙烯醇共聚物(下文中，有时称为“EVOH树脂”)层。提出了多层软管对于内表面层使用烯烃系树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂，这是由于其良好的耐水性；并且对于外表面层使用尼龙系树脂(专利文献1)或具有绝缘性的橡胶(专利文献2)以致外表面层抑制水分渗透进入EVOH树脂层从而抑制了对EVOH树脂层的气体阻隔性的不利影响。也提出了进一步包括有机纤维或金属丝的编织或螺旋型织物的补强层。

此外，JP2006-168358A(专利文献3)公开了用于氢气、氧气和二氧化碳等的气体输送用管，其是包括由例如乙烯-四氟乙烯和聚偏二氯乙烯等的氟系聚合物制成的内层、由EVOH树脂制成的中间层、和由聚酰胺制成的外层的多层管。专利文献3教导了：优选的是在中间层和内层之间或在中间层和外层之间插入粘合层，和对于该粘合层采用改性的聚酰胺。

此外，JP2007-218338A(专利文献4)公开了用于液化丙烷气体的供给设备的高压气体用软管，其包括由聚酰胺树脂制成的气体阻隔层、由有机纤维或金属丝的螺旋型织物制成的补强层、和由用于将软管赋予以挠性的硫化橡胶制成的内层。

另外，JP2010-31993A(专利文献5)提出了一种软管，其包括由在90℃下的干燥氢气的气体透过系数为1×10^-8cc·cm/cm²·sec·cmHg以下的热塑性树脂制成的内表面层，和聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维(filament)的编织物的补强层。气体阻隔层用热塑性树脂的实例包括尼龙、聚缩醛和EVOH树脂(第0011段)，并且尼龙用于实施例中。专利文献5在第0021段中解释了：补强层用PBO纤维的使用使其可以承受大约70至80MPa的压力而没有氢脆化。

关于氢气燃料用贮存容器的材料，一般使用金属，然而，轻量化用树脂内衬近年来已经变得通用。例如，JP2005-68300A(专利文献6)提出了一种树脂组合物，其作为氢气贮存容器用内衬，包括80至40wt％的皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、和20至60wt％的酸改性的乙烯-α-烯烃共聚物橡胶和/或酸改性的热塑性弹性体。该树脂组合物是可熔融成型的并且可以提供同时满足氢气阻隔性和低温耐冲击性的单层内衬。

现有技术

专利文献

[专利文献1]JP2007-15279A

[专利文献2]JP2009-19717A

[专利文献3]JP2006-168358A

[专利文献4]JP2007-218338A

[专利文献5]JP2010-31993A

[专利文献6]JP2005-68300A

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，将多层软管通过适当设计内层、外层和补强层来赋予挠性，此外将气体阻隔层通过配置为中间层来保护。然而，因为氢气的分子尺寸小于例如氧气和二氧化碳等的其它气体，氢气很可能溶解并且渗透在树脂层中。

另外，存在对将用于使氢气供给至汽车燃料电池的氢气贮存容器小型化的近期需要。在这一方面，与现在的汽油动力车辆的里程相当时用的氢气的量需要通过软管一次迅速地填充入小型化的氢气贮存容器。因此，对于高压(35至90MPa)氢气输送用软管和用于贮存这样的高压氢气的贮存容器的实际使用，要求更改善的氢气阻隔性、更低的氢溶解性和更改善的氢脆耐久性。

然而，高压氢气透过性和耐久性的评价没有在任何以上列出的专利文献中进行过，并且其中公开的软管和/或贮存容器对于实际使用是不足的。