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JP2002081581A - 水素燃料輸送用ホース、その前処理方法及びその接続構造 - Google Patents

水素燃料輸送用ホース、その前処理方法及びその接続構造

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JP2002081581A
JP2002081581A JP2000266539A JP2000266539A JP2002081581A JP 2002081581 A JP2002081581 A JP 2002081581A JP 2000266539 A JP2000266539 A JP 2000266539A JP 2000266539 A JP2000266539 A JP 2000266539A JP 2002081581 A JP2002081581 A JP 2002081581A
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hose
layer
rubber
hydrogen fuel
metal
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JP2000266539A
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Takahiro Nishiyama
高広 西山
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池車用の水素燃料輸送ホースにおい
て、水素ガスバリア性や電気絶縁性に優れ、かつ高温水
蒸気中へのイオン溶出に基づく燃料電池触媒の被毒を起
こさないホースを提供する。 【解決手段】 金属酸化物又は硫黄を含まない加硫剤で
加硫されたゴム材料を用いた最内層と、その外周の層構
造の構成要素である金属バリア層（好ましくは、柔軟性
を考慮した金属箔ラミネート層）とを備える水素燃料輸
送ホース。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水素燃料輸送用ホー
ス、その前処理方法及びその接続構造に関し、更に詳し
くは、非常に透過し易い水素ガスに対する有効なバリア
性を実現すると共に、燃料電池車における水素燃料の輸
送において起こる特有の問題に対処した水素燃料輸送用
ホースと、その特徴を更に効果的に発揮させる前記ホー
スの前処理方法、及び前記ホースの接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題や石油の枯渇問題がクロ
ーズアップされるに伴い、次世代車両としての燃料電池
自動車の開発が進められている。この場合の燃料として
は、水素ガスが代表的であり、又、水素生成改質器を用
いた場合には、メタノール，メタン等を利用することも
できる。
【０００３】水素ガスは非常に透過性が高く、可燃性で
もあるため、慎重な取扱いが要求される。又、発電効率
を上げる目的やセルの乾燥を防ぐ目的で高温水蒸気と混
合して用いられるのが通常である。このような燃料電池
自動車における水素燃料の輸送管としては、従来、ＳＵ
Ｓ管に代表される金属管が良く用いられている。又、金
属の蛇腹管を用いる方法も検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の金属管
は柔軟性がないため、コンプレッサー自体の振動や自動
車走行時等に燃料電池本体，水素タンク，水素生成改質
器等に生じる振動を吸収することができないし、危険な
水素ガス漏れを防止するために必要な事故発生時の衝撃
吸収性や、関連装置各部の熱膨脹等による変位の吸収も
期待できない。
【０００５】金属の蛇腹管は、上記の柔軟性対策として
は検討対象となるが、振動を十分に吸収できる柔軟性を
持たせるためには、蛇腹管の金属を０．５ｍｍ以下程度
に薄肉化する必要があるため、高圧で輸送される水素ガ
スに対して十分な耐圧性を確保できない。
【０００６】以上の問題とは別に、前記の金属管や金属
の蛇腹管においては、金属の管壁部が水素−高温水蒸気
混合ガスに対して直接に暴露される。このため、第１
に、金属管や金属の蛇腹管から金属イオンが水蒸気の水
分中に溶出して、燃料電池触媒の被毒劣化を起こす恐れ
がある。金属がＳＵＳからなる場合、上記不具合を起こ
す恐れが相対的に少ないとは言え、触媒被毒で問題とな
るような金属イオンの微量溶出については必ずしも完全
には否定できない。しかも、ＳＵＳ製の金属管は高価で
ある。第２に、金属管や金属の蛇腹管に対して水素ガス
が浸透し、金属の脆化を引起こす恐れがある。第３に、
水素燃料の輸送管が導電性となるため、燃料電池の電気
絶縁性を障害する（燃料電池本体からの漏電を起こす）
恐れがある。
【０００７】そこで本発明は、高度の水素ガスバリア性
を確保したもとで、燃料電池車における水素燃料の輸送
において起こり得る固有の問題、即ち「イオン溶出によ
る燃料電池触媒の被毒劣化」，「水素ガス浸透による金
属の脆化」及び「燃料電池の電気絶縁性」に対処でき、
更に好ましくは柔軟性を確保できる水素燃料輸送用ホー
スを提供することを、解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】（第１発明の構成）上記
課題を解決するための本願第１発明（請求項１に記載の
発明）の構成は、燃料電池車における水素燃料の輸送に
用いられる複層構造のホースであって、金属酸化物及び
／又は硫黄を含まない加硫剤によって加硫されたゴム材
料を用いたゴム最内層と、その外周側の層構造の構成要
素である水素ガス不透過性の金属バリア層とを備える、
水素燃料輸送用ホースである。
【０００９】（第２発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第２発明（請求項２に記載の発明）の構成は、
前記第１発明に係るゴム最内層に用いたゴム材料が次の
少なくとも一項目に該当する、水素燃料輸送用ホースで
ある。 （１）耐熱水性のゴム材料である。 （２）耐酸性及び／又は耐アルカリ性のゴム材料であ
る。 （３）電気抵抗が１０６ Ω・ｃｍ以上のゴム材料であ
る。
【００１０】（第３発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第３発明（請求項３に記載の発明）の構成は、
前記第１発明又は第２発明に係るゴム最内層に用いたゴ
ム材料が、ＥＰＤＭ，ＥＰＭ，シリコーン変性ＥＰＤ
Ｍ，シリコーン変性ＥＰＭ，ＦＫＭ又はブチル系ゴムで
ある、水素燃料輸送用ホースである。
【００１１】（第４発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第４発明（請求項４に記載の発明）の構成は、
前記第１発明又は第２発明に係るゴム最内層に用いたゴ
ム材料が、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によって加
硫されたＥＰＤＭ又はＥＰＭである、水素燃料輸送用ホ
ースである。
【００１２】（第５発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第５発明（請求項５に記載の発明）の構成は、
前記第１発明〜第４発明に係る金属バリア層が、金属の
箔膜を樹脂フィルムで挟着した金属箔ラミネート層であ
る、水素燃料輸送用ホースである。
【００１３】（第６発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第６発明（請求項６に記載の発明）の構成は、
前記第１発明〜第５発明に係る金属箔ラミネート層が、
金属の箔膜を樹脂フィルムで挟着したテープ状のラミネ
ートシートを一重巻き以上に螺旋巻き又は縦添え巻きす
ることにより形成されたものである、水素燃料輸送用ホ
ースである。
【００１４】（第７発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第７発明（請求項７に記載の発明）の構成は、
前記第１発明〜第６発明に係る水素燃料輸送用ホースの
複層構造が、次の少なくとも一項目に該当する、水素燃
料輸送用ホースである。 （４）前記ゴム最内層の外周に接して前記金属バリア層
を設けている。 （５）前記ゴム最内層の外周側層構造の一部を金属バリ
ア層で構成し、かつその外周側に補強糸層を設けてい
る。 （６）内層側より順に、ゴム最内層／金属バリア層／中
間ゴム層／補強糸層／ゴム外管層を備える。 （７）上記（４）〜（６）の複層構造において、少なく
とも隣接するゴム最内層と金属バリア層が、あるいは隣
接する全ての層間が、５ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上の接着強
度で接着されている。
【００１５】（第８発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第８発明（請求項８に記載の発明）の構成は、
前記第７発明の（６）に係る中間ゴム層、あるいは前記
第１発明〜第７発明のいずれかに係る水素燃料輸送用ホ
ースの複層構造中に任意の形態で含まれる中間ゴム層
が、ブチルゴム（ＩＩＲ）からなる、水素燃料輸送用ホ
ースである。
【００１６】（第９発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第９発明（請求項９に記載の発明）の構成は、
前記第７発明の（６）に係るゴム外管層、あるいは前記
第１発明〜第７発明のいずれかに係る水素燃料輸送用ホ
ースの複層構造中に任意の形態で含まれるゴム外管層
が、１０６ Ω・ｃｍ以上の電気抵抗を示すゴム材料か
らなる、水素燃料輸送用ホースである。
【００１７】（第１０発明の構成）上記課題を解決する
ための本願第１０発明（請求項１０に記載の発明）の構
成は、前記第１発明〜第９発明に係る水素燃料輸送用ホ
ースであって、ホース全体としての電気抵抗が１０６
Ω以上の値を示す、水素燃料輸送用ホースである。
【００１８】（第１１発明の構成）上記課題を解決する
ための本願第１１発明（請求項１１に記載の発明）の構
成は、前記第１発明〜第１０発明に係る水素燃料輸送用
ホースを抽出媒体を封入して熱老化条件で処理すること
により、実使用下でホース内壁部より溶出され得る配合
成分を予め抽出した、水素燃料輸送用ホースである。
【００１９】（第１２発明の構成）上記課題を解決する
ための本願第１２発明（請求項１２に記載の発明）の構
成は、前記第１発明〜第１１発明に係る水素燃料輸送用
ホースの両端部がＳＵＳパイプと接続され、これらの接
続部においてはホース内周面を前記パイプの外周面に対
して接着させる処理がなされると共にスリーブ金具にて
加締められている、水素燃料輸送用ホースの接続構造で
ある。
【００２０】
【発明の作用・効果】（第１発明の作用・効果）第１発
明に係る水素燃料輸送用ホースは金属バリア層を備える
ので、高度の水素ガス不透過性を発揮することができ
る。
【００２１】又、ホースの最内層にゴム材料を用いてい
るので、金属バリア層が水素−高温水蒸気混合ガスに対
して直接に暴露されない。従って、金属バリア層への水
素ガスの浸透による金属の脆化が起こり難く、金属バリ
ア層からの金属イオンの溶出による燃料電池触媒の被毒
劣化も起こさない。ホースの最内層に樹脂材料を用いた
場合にも類似の効果を期待できるが、この場合にはホー
スの柔軟性の悪化、パイプ接続部におけるシール性の低
下等が著しくなる。
【００２２】イオンの溶出に関しては、最内層にゴム材
料を用いる場合でも、硫黄や金属イオンがゴム材料から
溶出すれば、燃料電池触媒の重大な被毒劣化を招く恐れ
がある。このような懸念を生じる最大の原因は、ゴム材
料の加硫剤として酸化亜鉛等の金属酸化物及び／又は硫
黄を利用している場合である。しかし第１発明において
最内層に用いるゴム材料は、金属酸化物及び／又は硫黄
を含まない加硫剤によって加硫されているので、別の特
段の理由によってゴム材料に金属成分や硫黄成分が配合
されていない限り、硫黄や金属イオンは溶出しない。
【００２３】（第２発明の作用・効果）第２発明のよう
に、ゴム最内層に用いたゴム材料が耐熱水性のゴム材料
であると、ホース内を流通する高温水蒸気によるゴム最
内層の熱劣化を防止できる。水蒸気が酸性又はアルカリ
性に傾く場合もあり得るので、上記ゴム材料が耐酸性及
び／又は耐アルカリ性のゴム材料であることにより、ゴ
ム最内層の酸／アルカリ劣化を有効に防止できる。又、
ゴム最内層のこのような各種劣化を防止することによ
り、結果的に水や水素ガスが金属バリア層まで浸透する
ことによる金属イオンの溶出、金属バリア層の水素脆化
等を防止することができる。更に、ゴム最内層に用いた
ゴム材料の電気抵抗が高い値に調整されていると、水素
燃料輸送用ホースに起因して燃料電池の電気絶縁性を障
害される恐れがない。
【００２４】（第３発明の作用・効果）第３発明に係る
ＥＰＤＭ，ＥＰＭ，シリコーン変性ＥＰＤＭ，シリコー
ン変性ＥＰＭ，ＦＫＭ又はブチル系ゴムは、柔軟性，耐
熱水性，耐酸性，耐アルカリ性等が良好であるため、第
２発明の上記作用・効果が特に有効に発現される。
【００２５】（第４発明の作用・効果）ゴム最内層に用
いるゴム材料が、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によ
って加硫されたＥＰＤＭ又はＥＰＭである場合に、第１
発明〜第３発明の上記作用・効果がとりわけ有効に発現
される。
【００２６】（第５発明の作用・効果）金属バリア層
が、金属の箔膜を樹脂フィルムで挟着した金属箔ラミネ
ート層である場合、箔膜が樹脂フィルムによって保護さ
れるため、非常に薄い箔膜によって十分な水素ガスバリ
ア性を持たせることができる。このため、金属バリア層
自体が柔軟性に優れる。その結果、前記従来技術のよう
に金属管や金属の蛇腹管を用いた場合に比較して、水素
燃料輸送用ホースには十分な柔軟性が付与され、望まし
い振動吸収性や衝撃吸収性等を発揮できる。
【００２７】又、水素ガスや水蒸気がある程度ゴム最内
層を通過しても、金属箔に対する水素ガスや水蒸気の接
触を樹脂フィルムが遮断するので、金属イオンの溶出、
金属バリア層の水素脆化を一層完全に防止することがで
きる。
【００２８】（第６発明の作用・効果）金属箔ラミネー
ト層は、第６発明に係るテープ状のラミネートシートを
螺旋巻き又は縦添え巻きすることにより、簡易かつ迅速
に形成することができる。螺旋巻きとは、１枚のテープ
状のラミネートシートをスパイラルに巻いて全体として
筒状に構成することを言い、縦添え巻きとは、１枚のテ
ープ状のラミネートシートを幅方向添いに丸く巻いて全
体として縦長の筒状に構成することを言う。
【００２９】ラミネートシートを一重巻きにする場合に
は相対的に作業性とホースの柔軟性が良く、ラミネート
シートを二重巻き以上にする場合には水素ガスバリア性
が一層向上する。
【００３０】（第７発明の作用・効果）水素燃料輸送用
ホースの複層構造は、第７発明の（４）のように構成す
ると、最も無駄が少なく、軽量性及び柔軟性に優れたホ
ースとなる。第７発明の（５）のように構成すると、ゴ
ム最内層及び金属バリア層に負荷する圧力に対して補強
層が有効にサポートし、かつ各種の外部衝撃等が補強層
で遮断されて金属バリア層及びゴム最内層に及ばない。
第７発明の（６）のような構成が、水素燃料輸送用ホー
スの最も代表的な複層構造である。第７発明の（７）の
ように所定の層間を強く接着しておくことが、特に好ま
しい。
【００３１】（第８発明の作用・効果）第８発明のよう
に、ゴム材料としては水素ガスを透過させ難いＩＩＲか
らなる中間ゴム層を設けることにより、金属バリア層が
中間ゴム層によって有効に保護される効果に加え、水素
燃料輸送用ホース全体としての水素ガスバリア性が更に
向上する。
【００３２】（第９発明の作用・効果）第９発明のよう
に、１０６ Ω・ｃｍ以上の電気抵抗を示すゴム材料か
らなるゴム外管層を設けることにより、水素燃料輸送用
ホースが外部衝撃や薬品等との接触から有効に保護され
る効果に加え、水素燃料輸送用ホースの最外層に起因し
て燃料電池の電気絶縁性を障害される恐れがない。
【００３３】（第１０発明の作用・効果）第１０発明の
ように、ホース全体としての電気抵抗が、１０６ Ω以
上の値を示すように構成することにより、燃料電池の電
気絶縁性を特に好ましく確保することができる。
【００３４】（第１１発明の作用・効果）水素燃料輸送
用ホースが、若しゴム最内層等に例えば不純物として微
量の硫黄，金属，金属酸化物等を含んでいる場合でも、
第１１発明により、実使用下でのこれらの成分の溶出を
有効に予防できる。
【００３５】（第１２発明の作用・効果）水素燃料輸送
用ホースの両端部を第１２発明のような接続構造をもっ
てパイプと接続することにより、第１にホース先端が簡
易にパイプ接続できる構造となり、第２にパイプ接続部
における水素ガスシール性が十分に向上して水素燃料輸
送用ホース本来の優れた水素ガスバリア性が一層活かさ
れ、第３に他種金属パイプを用いる場合に比較してパイ
プ内周面からの金属イオンの溶出を可及的に低減させる
ことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】次に、第１発明〜第１２発明の実
施の形態について説明する。以下において単に「本発
明」と言うときは第１発明〜第１２発明を一括して指し
ている。
【００３７】〔水素燃料輸送用ホース〕本発明に係る水
素燃料輸送用ホースは、燃料電池車における水素燃料の
輸送に用いられる複層構造のホースである。ホースの管
形状は、いわゆる平滑管（ストレートな管形状）や曲が
り管であっても、コルゲート管（ホースの少なくとも一
部がコルゲート形状）であっても良い。ホースの複層構
造の内容は限定されないが、少なくとも、金属酸化物及
び／又は硫黄を含まない加硫剤によって加硫されたゴム
材料を用いたゴム最内層と、その外周側の層構造の一部
を構成する水素ガス不透過性の金属バリア層とを備えて
いる。
【００３８】上記複層構造は、好ましくは、第７発明の
（４）のようにゴム最内層の外周に接して前記金属バリ
ア層を設けることができる。又、第７発明の（５）のよ
うにゴム最内層の外周側層構造の一部を金属バリア層で
構成し、かつその外周側に補強糸層を設けることができ
る。更に第７発明の（６）のように内層側より順に、ゴ
ム最内層／金属バリア層／中間ゴム層／補強糸層／ゴム
外管層を備える構成とすることができる。
【００３９】これらの複層構造において、少なくとも隣
接するゴム最内層と金属バリア層が、あるいは隣接する
全ての層間が、５ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上の接着強度で接
着されていることが特に好ましい。各層を接着させるた
めの接着剤、あるいは接着処理としては、公知の適宜な
ものを任意に採用すれば良い。
【００４０】水素燃料輸送用ホースは、ホース全体とし
ての電気抵抗が１０６ Ω以上、とりわけ１０８Ω以上
の値を示すように構成されていることが好ましい。以上
の電気抵抗値を実現するためには、後述のように、ゴム
最内層やゴム外管層に電気抵抗の大きなゴム材料を用い
ることによって対策することができる。ホース全体の電
気抵抗の測定には、例えば金属製加締め金具を装着し又
は装着していないホースの両端間に所定の電圧を印加
し、その時の電気抵抗を測定すると言う測定形態を用い
ることができる。
【００４１】水素燃料輸送用ホースのサイズは任意であ
るが、輸送流体がガスであることから、その流量をなる
べく多くするため、例えば内径を５〜５０ｍｍ程度とす
ることが好ましい。ホースの耐圧性は必要に応じて任意
に設計することができるが、水素ガスを高圧化して多量
に流すためには、１．５ＭＰａ程度の耐圧性を持たせる
ことが好ましい。
【００４２】〔ゴム最内層〕水素燃料輸送用ホースのゴ
ム最内層には、酸化亜鉛等の金属酸化物や硫黄を含まな
い加硫剤によって加硫されたゴム材料を用いることがで
きる。従って、ゴム最内層を構成するゴム材料の種類
は、金属酸化物や硫黄を用いない加硫が可能である限り
において、任意である。但し、別途の特別な理由によっ
て加硫剤以外の目的で金属化合物や硫黄成分を多く含む
ゴム材料は、好ましくない。
【００４３】水素燃料輸送用ホース（特にそのゴム最内
層）から不特定の配合成分が溶出されることを更に抑制
する方法として、予め以下の前処理を施すことも好まし
い。即ち、配管前のホースに抽出溶媒（例えば、純水）
を一旦封入して、所定の熱老化条件等で処理することに
より、配管後に溶出され得る配合成分を予め抽出してし
まうのである。
【００４４】好ましく例示されるゴム材料は、耐熱水性
のゴム材料、特に１２０°Ｃの熱水によっても劣化し難
いゴム材料である。好ましく例示される他のゴム材料
は、耐酸性及び／又は耐アルカリ性のゴム材料である。
好ましく例示される更に他のゴム材料は、電気抵抗の大
きなゴム材料、特に電気抵抗が１０６ Ω・ｃｍ以上、
とりわけ１０８ Ω・ｃｍ以上のゴム材料である。
【００４５】上記のような好ましいゴム材料として、具
体的には、ＥＰＤＭ，ＥＰＭ，シリコーン変性ＥＰＤ
Ｍ，シリコーン変性ＥＰＭ，ＦＫＭ又はブチル系ゴムが
例示される。ブチル系ゴムには、ブチルゴム（ＩＩ
Ｒ），臭素化ブチルゴム（Br−ＩＩＲ）や塩素化ブチル
ゴム（Cl−ＩＩＲ）等のハロゲン化ブチルゴムが含まれ
る。とりわけ好ましいゴム材料が、酸化亜鉛を用いない
過酸化物加硫によって加硫されたＥＰＤＭ又はＥＰＭで
ある。
【００４６】ゴム最内層の上記以外の好ましい条件とし
ては、硬度が５０〜８０であること、肉厚が０．２ｍｍ
以上であることが挙げられる。
【００４７】〔金属バリア層〕第１発明において、金属
バリア層の種類は限定されない、極端な場合、柔軟性を
犠牲にするなら金属管や金属蛇腹管を用いることも可能
である。但し、本発明に係る水素燃料輸送用ホースの金
属バリア層としては、金属の箔膜を樹脂フィルムで挟着
した金属箔ラミネート層を用いることが、より好まし
い。
【００４８】金属箔膜の材料種は限定されないが、流体
バリア性，薄膜加工時の展伸性，薄膜状態での変形追従
性等の諸特性の内、一以上の点で優れたアルミニウム，
ステンレス（ＳＵＳ），チタン等が好ましく、とりわけ
アルミニウム又はＳＵＳが好ましい。
【００４９】金属箔膜の厚さは限定されないが、ホース
の柔軟性と金属箔膜の流体バリア性とのバランス等か
ら、５μｍ以上、好ましくは７〜５０μｍ程度とされ
る。ラミネート用の樹脂フィルムの厚さも任意に設定す
ることができるが、好ましくは５〜２００μｍ程度とさ
れる。
【００５０】樹脂フィルムの材料種は限定されないが、
ポリアミド（ＰＡ），ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ），エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯ
Ｈ）又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が好
ましく、特に耐熱性等の諸特性のバランスの点でＰＡが
好ましい。
【００５１】金属箔ラミネート層の形成方法は、隙間の
ない状態で構成されている限りにおいて限定されない。
しかし一般的には、工程の迅速性やシール性の高さ等の
見地から、金属の箔膜をラミネート用の樹脂フィルムで
挟着してなるテープ状のラミネートシートを螺旋巻きあ
るいは縦添え巻きして構成することが好ましい。
【００５２】上記螺旋巻きあるいは縦添え巻きにおい
て、金属箔ラミネート層の流体シール性の見地からは、
ラミネートフィルムの端縁部同士に一定の重ね代を設け
て巻くこと、特にその重ね代において接着剤により端縁
部同士を接着することが好ましい。重ね代の部分を接着
しておくと、筒状の金属箔ラミネート層の形状保持の上
からも好ましい。
【００５３】〔中間ゴム層／補強糸層／ゴム外管層〕水
素燃料輸送用ホースの複層構造の構成において中間ゴム
層を設ける場合は、輸送流体に対する不透過性，柔軟
性，コスト，隣接層との接着性等を考慮して、適宜なゴ
ム材料を選択使用すれば良い。中間ゴム層を、ゴム材料
としては水素ガスを透過させ難いＩＩＲを用いて構成す
ることが、特に好ましい。
【００５４】水素燃料輸送用ホースに設ける補強層とし
ては、耐圧性等を考慮して補強糸の打ち込み本数や編み
角等が設計された、通常の構成の補強糸層を採用するこ
とができる。補強糸としては、ＰＥＴ糸，ビニロン糸，
レーヨン糸，アラミド糸，ナイロン糸等を適宜に選択す
れば良い。
【００５５】水素燃料輸送用ホースに設けるゴム外管層
の構成材料は限定されないが、耐候性や耐オゾン性、耐
熱性、柔軟性等を備えるゴム材料、例えばＥＰＤＭ，ヒ
ドリンゴム（ＧＥＣＯ），クロロフルフォン化ポリエチ
レンゴム（ＣＳＭ），アクリルゴム（ＡＣＭ）等を適宜
に選択して使用できる。ゴム外管層は１０６ Ω・ｃｍ
以上、とりわけ１０８ Ω・ｃｍ以上の電気抵抗を示す
ゴム材料を以て構成することが好ましい。
【００５６】〔水素燃料輸送用ホースの接続構造〕本発
明に係る水素燃料輸送用ホースは、その配管に当たり、
パイプとの接続部においてホース内周面（ゴム最内層の
内周面）をパイプ外周面に対して接着させる処理を行
い、かつ、接続したホース先端部を金具にて加締めると
言うパイプ接続構造を取ることが好ましい。
【００５７】更に好ましくは、パイプとしてＳＵＳパイ
プが用いられ、パイプ外表面に予め塗布やディップによ
り接着剤を施してホースを接続する。上記加締め用の金
具としては、例えばＳＵＳ製のスリーブを好ましく使用
することができるが、これに限定されず、アルミニウム
や鉄又はこれらをメッキしたもの等、他の金属製のもの
を用いることもできる。
【００５８】
【実施例】〔実施例、比較例に係るホースの作製〕末尾
の表１に示す実施例１，実施例２，比較例１及び比較例
２に係るホースを作製した。表１にはホース最内層の構
成のみを記載したが、実際には、各例のホースはいずれ
も内径を１５ｍｍ（比較例２においては平滑部の内径を
１５ｍｍ）とし、かつ、次のような構造に構成した。複
層構造とした例においては、各層間に適宜な接着剤によ
る接着処理を施した。
【００５９】実施例１：最内層が酸化亜鉛を用いない過
酸化物加硫のＥＰＤＭを用いた厚さ１．２ｍｍのゴム層
からなり、その外周側に順次、アルミニウム箔をポリア
ミドフィルムで挟着したラミネートシートからなるラミ
ネート層、ＩＩＲを用いた厚さ０．５ｍｍの中間ゴム
層、ＰＥＴ糸を通常の態様でスパイラル巻きしてなる補
強層、ＥＰＤＭを用いた厚さ１．０ｍｍのゴム外管層を
形成した。
【００６０】実施例２：最内層が過酸化物加硫のＦＫＭ
を用いた厚さ１．２ｍｍのゴム層からなり、その外周側
に順次、実施例１と同一の複層構造を構成した。
【００６１】比較例１：最内層が硫黄加硫のＥＰＤＭを
用いた厚さ１．２ｍｍのゴム層からなり、その外周側に
順次、実施例１と同一の複層構造を構成した。
【００６２】比較例２：厚さ１．０ｍｍのＳＵＳ製のベ
ローズ管（蛇腹管）からなる。
【００６３】〔実施例、比較例に係るホースの評価〕上
記各例に係るホースの性能につき、以下に掲げる項目
を、併記する評価方法により評価した。又、各評価項目
について要求値又は要求基準も併記した。
【００６４】そして、各項目の評価結果を表１に記入し
た。記入内容につき、「○」又は「ＯＫ」は要求値又は
要求基準をクリアしていたことを、「◎」は要求値又は
要求基準を大きくクリアしていたことを、「×」又は
「ＮＧ」は要求値又は要求基準に達していなかったこと
を、それぞれ示す。表１にはコスト評価も付記した。
【００６５】柔軟性：各例に係るホースを直径３００ｍ
ｍのマンドレルに巻き付けることを試み、容易に巻き付
けることができたものを「◎」、巻き付けることが可能
であったものを「○」、巻き付けることができなかった
ものを「×」と評価した。
【００６６】透過性：各例に係るホースの一端を密栓
し、図１に示すようにホース１の他端を常時１ＭＰａの
ガス圧としたヘリウムガス（水素ガスの代替）封入のボ
ンベ２に接続した。このホース１を、８０°Ｃの恒温水
槽３におけるフード４の直下位置で水浴状態に前処理と
して１週間保持し、その後ホース１を透過してくるヘリ
ウムガスの気泡５を全てフード４によってシリンダー６
内に導き、３日間の透過ヘリウムガスの合計量を測定し
た。そしてホース長１ｍ当たり、１時間当たりのヘリウ
ムガス透過量を算出し、ヘリウムガス透過量が５ｍｌ／
ｍ／ｈ以下であるものを「ＯＫ」、５ｍｌ／ｍ／ｈを超
えるものを「ＮＧ」とした。
【００６７】耐水素性：各例に係るホースに水素ガスを
０．９ＭＰａの内圧で封入し、室温下で１６８時間放置
した後の柔軟性その他の物性の変化を評価した。評価の
対象は、実施例１，実施例２及び比較例１についてはゴ
ム最内層であり、比較例２についてはベローズ管であ
る。要求基準の内容は、硬化，軟化あるいは物性（シー
ル性，耐圧性，接着性）の著しい低下がないこと、とし
た。
【００６８】耐水蒸気性：各例に係るホースに純水を封
入し、１２０°Ｃで１６８時間放置した後の柔軟性その
他の物性の変化を評価した。評価の対象及び要求基準の
内容は、上記「耐水素性」の場合と同様とした。
【００６９】耐酸性：各例に係るホースに３３％濃度の
酢酸水溶液を封入し、１２０°Ｃで１６８時間放置した
後の柔軟性その他の物性の変化を評価した。評価の対象
及び要求基準の内容は、上記「耐水素性」の場合と同様
とした。
【００７０】耐アルカリ性：各例に係るホースに１０％
濃度のアンモニア水溶液を封入し、１２０°Ｃで１６８
時間放置した後の柔軟性その他の物性の変化を評価し
た。評価の対象及び要求基準の内容は、上記「耐水素
性」の場合と同様とした。
【００７１】抽出性：各例に係るホースに超純水を封入
し、１２０°Ｃで１６８時間放置した後に封入水を回収
して、抽出物を分析した。要求値は、封入水中の総抽出
物量が１重量％以下で、かつその中の金属イオン，ハロ
ゲン又は硫黄が１ｐｐｍ以下であること、とした。
【００７２】電気抵抗：各例に係るホースの最内層材，
最外層材の体積固有抵抗値をＪＩＳＫ ６９１１に従い
測定した。要求値は、いずれの測定対象も１０６ Ω・
ｃｍ以上であること、とした。ホース全体（比較例２で
は、ベローズ管）の体積固有抵抗値の測定は、ホースの
両端にＳＵＳ製のスリーブを装着した状態でホースの両
端間に５００Ｖの電圧を印加し、その時の電気抵抗を測
定することによって行った。要求値は、１０６ Ω以上
とした。
【００７３】耐圧性：各例に係るホースの一端を密栓す
ると共に他端を水圧ポンプに連結して、ホースに３ＭＰ
ａの水圧を負荷した。要求基準は、かかる水圧の負荷に
よりホースの漏れ又は破裂が起こらないこと、とした。
【００７４】耐熱性：各例に係るホースを１２０°Ｃで
１６８時間の熱処理に供した後、ホースの一端を密栓す
ると共に他端を水圧ポンプに連結して、ホースに３ＭＰ
ａの水圧を負荷した。要求基準は、かかる水圧の負荷に
よりホースの漏れ又は破裂が起こらないこと、とした。
【００７５】接着性：各例に係るホースを１２０°Ｃで
１６８時間の熱処理に供した後、それらのホースにおけ
る各層間の接着強度を定法に従い測定した。要求値は、
各層間の接着強度が５ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上であるこ
と、とした。
【００７６】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における透過性の測定方法を示す図であ
る。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料電池車における水素燃料の輸送に用
    いられる複層構造のホースであって、 金属酸化物及び／又は硫黄を含まない加硫剤によって加
    硫されたゴム材料を用いたゴム最内層と、その外周側の
    層構造の構成要素である水素ガス不透過性の金属バリア
    層とを備えることを特徴とする水素燃料輸送用ホース。
  2. 【請求項２】 前記ゴム最内層に用いたゴム材料が次の
    少なくとも一項目に該当することを特徴とする請求項１
    に記載の水素燃料輸送用ホース。 （１）耐熱水性のゴム材料である。 （２）耐酸性及び／又は耐アルカリ性のゴム材料であ
    る。 （３）電気抵抗が１０６ Ω・ｃｍ以上のゴム材料であ
    る。
  3. 【請求項３】 前記ゴム最内層に用いたゴム材料が、エ
    チレンプロピレンジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤ
    Ｍ），エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ），シリコーン
    変性ＥＰＤＭ，シリコーン変性ＥＰＭ，フッ素ゴム（Ｆ
    ＫＭ）又はブチル系ゴムであることを特徴とする請求項
    １又は請求項２に記載の水素燃料輸送用ホース。
  4. 【請求項４】 前記ゴム最内層に用いたゴム材料が、酸
    化亜鉛を用いない過酸化物加硫によって加硫されたＥＰ
    ＤＭ又はＥＰＭであることを特徴とする請求項１又は請
    求項２に記載の水素燃料輸送用ホース。
  5. 【請求項５】 前記金属バリア層が、金属の箔膜を樹脂
    フィルムで挟着した金属箔ラミネート層であることを特
    徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の水素燃
    料輸送用ホース。
  6. 【請求項６】 前記金属箔ラミネート層が、金属の箔膜
    を樹脂フィルムで挟着したテープ状のラミネートシート
    を一重巻き以上に螺旋巻き又は縦添え巻きすることによ
    り形成されたものであることを特徴とする請求項５に記
    載の水素燃料輸送用ホース。
  7. 【請求項７】 水素燃料輸送用ホースの前記複層構造
    が、次の少なくとも一項目に該当することを特徴とする
    請求項１〜請求項６のいずれかに記載の水素燃料輸送用
    ホース。 （４）前記ゴム最内層の外周に接して前記金属バリア層
    を設けている。 （５）前記ゴム最内層の外周側層構造の一部を金属バリ
    ア層で構成し、かつその外周側に補強糸層を設けてい
    る。 （６）内層側より順に、ゴム最内層／金属バリア層／中
    間ゴム層／補強糸層／ゴム外管層を備える。 （７）上記（４）〜（６）の複層構造において、少なく
    とも隣接するゴム最内層と金属バリア層が、あるいは隣
    接する全ての層間が、５ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上の接着強
    度で接着されている。
  8. 【請求項８】 前記請求項７の（６）に記載された中間
    ゴム層、あるいは前記請求項１〜請求項７のいずれかに
    記載の水素燃料輸送用ホースの複層構造中に任意に含ま
    れる中間ゴム層が、ブチルゴム（ＩＩＲ）からなること
    を特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の水
    素燃料輸送用ホース。
  9. 【請求項９】 前記請求項７の（６）に記載されたゴム
    外管層、あるいは前記請求項１〜請求項７のいずれかに
    記載の水素燃料輸送用ホースの複層構造中に任意に含ま
    れるゴム外管層が、１０６ Ω・ｃｍ以上の電気抵抗を
    示すゴム材料からなることを特徴とする請求項１〜請求
    項８のいずれかに記載の水素燃料輸送用ホース。
  10. 【請求項１０】 ホース全体としての電気抵抗が、１０
    ６ Ω以上の値を示すことを特徴とする請求項１〜請求
    項９のいずれかに記載の水素燃料輸送用ホース。
  11. 【請求項１１】 前記水素燃料輸送用ホースを抽出媒体
    を封入して熱老化条件で処理することにより、実使用下
    でホース内壁部より溶出され得る配合成分を予め抽出し
    たことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに
    記載の水素燃料輸送用ホース。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜請求項１１のいずれかに記
    載の水素燃料輸送用ホースの両端部がＳＵＳパイプと接
    続され、これらの接続部においてはホース内周面を前記
    パイプの外周面に対して接着させる処理がなされると共
    にスリーブ金具にて加締められていることを特徴とする
    水素燃料輸送用ホースの接続構造。
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