JP2016044702A - Hydrogen gas storage bag and hydrogen vehicle hydrogen gas supply and recovery system with hydrogen gas storage bag - Google Patents

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Mitsuo Shibuya
光夫 渋谷
知由 水谷
Tomoyoshi Mizutani
知由 水谷
章誠 稲熊
Akiyoshi Inakuma
章誠 稲熊
静一 藤川
Seiichi Fujikawa
静一 藤川
健 西田
Takeshi Nishida
健 西田
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Keigo Tamaki
圭悟 玉城
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Yoshinobu Moriyama
良信 森山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light weight hydrogen gas storage bag showing no reduction of hydrogen permeation degree due to aging in its use and having a superior operability and a hydrogen vehicle hydrogen supply and recovery system using the hydrogen gas storage bag.SOLUTION: This invention relates to a hydrogen gas storage bag made of film having at least polyvinyl alcohol resin layer, a degree of oxygen permeation using a Gelbo Flex Tester after five times bending of the film is 0.03 cc/mday atm or less and a degree of permeation of gas derived from air when it is exposed to air of 1 atm in the storage bag is 2 cc/mday atm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、水素ガスを収納するための水素ガス収納バッグ、およびそれを用いた水素車両用水素ガス供給・回収システムに関するものである。   The present invention relates to a hydrogen gas storage bag for storing hydrogen gas, and a hydrogen gas supply / recovery system for a hydrogen vehicle using the same.

近年、いわゆる燃料電池自動車(FCV)が注目を集めており、同じく燃料電池を利用した鉄道や、水素を直接燃料として用いる自動車などの車両(以下、「水素車両」という。)も注目されている。これらの水素車両には水素を供給する必要があり、例えばFCVでは、街中に設置された水素ステーションにおいて水素ガス充填ができるよう、現在、インフラ整備が進められている(例えば、特許文献1および2参照)。   In recent years, so-called fuel cell vehicles (FCV) have attracted attention, and vehicles such as railways using fuel cells and vehicles using hydrogen directly as fuel (hereinafter referred to as “hydrogen vehicles”) are also attracting attention. . It is necessary to supply hydrogen to these hydrogen vehicles. For example, in FCV, infrastructure is currently being developed so that hydrogen gas can be charged at a hydrogen station installed in the city (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).

特開2004−192863号公報JP 2004-192863 A 特開2006−48981号公報JP 2006-48981 A

FCV用の水素ステーションでは、高圧タンクに貯蔵された水素ガスが、ガス供給配管と充填ノズルを通して、個々のFCVへ充填されるが、その個々のFCVへのガス充填終了の度に、上記供給配管中に残留した水素ガスを抜き出す必要がある。特に、急速充填を目的とし高圧充填が行われる場合、ガス量も多いことから、供給配管中にガスが残留したままでは危険性が非常に高い。そのため、上記残留ガスの抜出操作を、安全で、且つ短時間で効率的に行う必要がある。従来、このような残留水素ガスは、配管経路に設けられたベントを通じて大気中に放出されていたが、エネルギー資源の観点から、回収して再利用したほうが望ましい。
そして、水素ステーションにおける上記残留水素ガスの回収方法として、例えば、一時的に残留水素ガスを回収容器に収納するといったことが検討されるが、その回収容器としては、軽量で、操作性に優れているものが期待されている。
In the hydrogen station for FCV, hydrogen gas stored in a high-pressure tank is filled into individual FCVs through gas supply pipes and filling nozzles. It is necessary to extract the hydrogen gas remaining inside. In particular, when high-pressure filling is performed for the purpose of rapid filling, since the amount of gas is large, the danger is very high if the gas remains in the supply pipe. Therefore, it is necessary to perform the operation for extracting the residual gas safely and efficiently in a short time. Conventionally, such residual hydrogen gas has been released into the atmosphere through a vent provided in the piping path, but it is desirable to recover and reuse it from the viewpoint of energy resources.
Then, as a method for recovering the residual hydrogen gas at the hydrogen station, for example, it is considered to temporarily store the residual hydrogen gas in a recovery container. However, the recovery container is lightweight and has excellent operability. What is expected.

このような回収容器として、例えば、ガスバリア性の優れたEVOH樹脂(エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物)フィルムからなる水素ガス収納バッグが検討されている。
しかしながら、この収納バッグは、可撓性・軽量化の点で優れている反面、EVOH樹脂の非晶部における分子間空隙サイズが大きい(酸素分子の約1.5倍のサイズ)ことから、酸素分子よりも更に分子サイズが小さい水素分子に対し、充分なガスバリア性を発揮することができず、結果、水素透過度が上昇するという問題がある。また、EVOH樹脂の非晶部の自由体積空孔サイズを補うべくアルミ蒸着したEVOH樹脂フィルムも市販されているが、そのアルミ蒸着層が、耐屈曲疲労性に乏しいため、このフィルムからなる水素ガス収納バッグは、僅かな屈曲でピンホールが発生し、充分な水素ガスバリア性を発揮することができないのが現状である。
As such a recovery container, for example, a hydrogen gas storage bag made of an EVOH resin (ethylene-vinyl acetate copolymer saponified product) film having excellent gas barrier properties has been studied.
However, this storage bag is excellent in terms of flexibility and weight reduction, but the intermolecular void size in the amorphous part of the EVOH resin is large (about 1.5 times the size of oxygen molecules). There is a problem that sufficient gas barrier properties cannot be exhibited for hydrogen molecules having a molecular size smaller than that of the molecules, resulting in an increase in hydrogen permeability. In addition, EVOH resin film vapor-deposited in aluminum to supplement the free volume vacancy size of the amorphous part of EVOH resin is also commercially available, but since the aluminum vapor-deposited layer is poor in bending fatigue resistance, hydrogen gas comprising this film is used. The storage bag currently has pinholes caused by slight bends and cannot exhibit a sufficient hydrogen gas barrier property.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、軽量で、使用経過による水素透過度の低下がなく、操作性にも優れている水素ガス収納バッグ、およびそれを用いた水素車両用水素ガス供給・回収システムの提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is a hydrogen gas storage bag that is light in weight, has no decrease in hydrogen permeability due to the course of use, and has excellent operability, and hydrogen for a hydrogen vehicle using the same. Its purpose is to provide a gas supply and recovery system.

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、本発明者らは、軽量な、合成樹脂フィルム製の水素ガス収納バッグとすることを想起し、バッグからのガスの漏れを生じることなく、軽量化、操作性等の点で優れたものとなるよう検討した結果、少なくともポリビニルアルコール系樹脂層を備えたフィルムからなる収納バッグとし、そのフィルムの5回屈曲後のゲルボフレックステスターにおける酸素透過度が0.03cc/m・day・atm以下であり、かつ、上記収納バッグの、1atmの空気に晒された場合の空気由来ガスの透過度が2cc/m・day・atm以下であるときに、所期の目的が達成できることを見いだし、本発明に到達した。 The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. In the course of the research, the inventors recalled that the hydrogen gas storage bag is made of a lightweight, synthetic resin film, and that the weight, operability, etc. are reduced without causing gas leakage from the bag. As a result, the storage bag is made of a film having at least a polyvinyl alcohol-based resin layer. The oxygen permeability of the film after bending the film five times is 0.03 cc / m 2. When the permeability of air-derived gas when exposed to 1 atm of the storage bag is 2 cc / m 2 · day · atm or less, the intended purpose is We have found that this can be achieved and have reached the present invention.

すなわち、上記の目的を達成するため、本発明は、少なくともポリビニルアルコール系樹脂層を備えたフィルムからなる水素ガス収納バッグであって、上記フィルムの5回屈曲後のゲルボフレックステスターにおける酸素透過度が0.03cc/m・day・atm以下であり、かつ、上記収納バッグの、1atmの空気に晒された場合の空気由来ガスの透過度が2cc/m・day・atm以下であることを特徴とする水素ガス収納バッグを、第一の要旨とする。 That is, in order to achieve the above object, the present invention is a hydrogen gas storage bag comprising a film provided with at least a polyvinyl alcohol-based resin layer, and the oxygen permeability in a gelbo flex tester after the film is bent five times. Is 0.03 cc / m 2 · day · atm or less, and the permeability of the air-derived gas when exposed to 1 atm of the storage bag is 2 cc / m 2 · day · atm or less. The hydrogen gas storage bag characterized by the above is defined as a first gist.

また、本発明者らは、上記特殊な水素ガス収納バッグを用いた、より効率的な水素車両用水素ガス供給・回収システムを見いだした。   In addition, the present inventors have found a more efficient hydrogen gas supply / recovery system for a hydrogen vehicle using the special hydrogen gas storage bag.

すなわち、本発明は、高圧水素貯蔵タンクに、供給バルブ、ガス供給配管、水素ガス充填ノズルが、この順で接続され、かつ、上記ガス供給配管の配管経路を分岐するようガスパージ配管が接続されており、さらに上記ガスパージ配管の途中には放出バルブが設けられて、構成された、水素ガス充填装置において、
上記水素ガス充填ノズルは、水素車両の水素ガス受容部に装着され、上記ガスパージ配管の先端は、上記第一の要旨の水素ガス収納バッグに接続され、
上記供給バルブを開いた態様で、高圧水素貯蔵タンク内の水素が、水素車両に搭載された水素タンクに充填され、充填完了の段階で、上記供給バルブの閉鎖と上記放出バルブの開放により、配管内の残留水素ガスが上記収納バッグ内に回収されることを特徴とする、水素車両用水素ガス供給・回収システムを、第二の要旨とする。
That is, according to the present invention, a supply valve, a gas supply pipe, and a hydrogen gas filling nozzle are connected to a high-pressure hydrogen storage tank in this order, and a gas purge pipe is connected to branch the pipe path of the gas supply pipe. In addition, in the hydrogen gas filling apparatus, in which a discharge valve is provided in the middle of the gas purge pipe,
The hydrogen gas filling nozzle is attached to a hydrogen gas receiving portion of a hydrogen vehicle, and a tip of the gas purge pipe is connected to the hydrogen gas storage bag of the first aspect,
With the supply valve opened, the hydrogen in the high-pressure hydrogen storage tank is filled into the hydrogen tank mounted on the hydrogen vehicle, and when the filling is completed, the supply valve is closed and the discharge valve is opened. A hydrogen gas supply / recovery system for a hydrogen vehicle, characterized in that the residual hydrogen gas is recovered in the storage bag.

以上のように、本発明の水素ガス収納バッグは、少なくともポリビニルアルコール系樹脂層を備えたフィルムからなるものであり、上記フィルムの5回屈曲後のゲルボフレックステスターにおける酸素透過度が0.03cc/m・day・atm以下、かつ、上記収納バッグの、1atmの空気に晒された場合の空気由来ガスの透過度が2cc/m・day・atm以下、といった物性を示すものである。このため、軽量で、水素ガスの収納性に優れ、操作性にも優れている。そのため、本発明の水素車両用水素ガス供給・回収システムにおいて、上記収納バッグは、有利に用いることができる。 As described above, the hydrogen gas storage bag of the present invention is made of a film having at least a polyvinyl alcohol-based resin layer, and has an oxygen permeability of 0.03 cc in a gelbo flex tester after the film is bent five times. / m 2 · day · atm or less, and, in the storage bag shows the physical properties permeability of the air from the gas 2 cc / m 2 · day · atm or less, such as when exposed to air 1 atm. For this reason, it is lightweight, has excellent hydrogen gas storage properties, and has excellent operability. Therefore, in the hydrogen gas supply / recovery system for a hydrogen vehicle of the present invention, the storage bag can be advantageously used.

また、本発明の水素車両用水素ガス供給・回収システムは、前記特徴的構成により、配管内の残留水素ガスを上記収納バッグ内に効率よく回収することができる。また、水素ガスの高圧充填が可能なことから、ガスの急速充填が可能となり、安全に、且つ短時間で効率的に、ガス充填を行うことができる。そして、残留水素ガスの溜まった上記収納バッグを随時交換することにより、本発明の水素車両用水素ガス供給・回収システムを継続的に稼働させることができ、さらに、上記収納バッグが軽量であることから、上記交換作業も容易である。   Further, the hydrogen gas supply / recovery system for a hydrogen vehicle according to the present invention can efficiently recover the residual hydrogen gas in the pipe in the storage bag due to the characteristic configuration. Further, since high-pressure filling with hydrogen gas is possible, gas can be rapidly filled, and gas filling can be performed safely and efficiently in a short time. Then, by replacing the storage bag in which residual hydrogen gas is accumulated as needed, the hydrogen vehicle hydrogen gas supply / recovery system of the present invention can be continuously operated, and the storage bag is lightweight. Therefore, the replacement work is also easy.

本発明の収納バッグを用いた、燃料電池自動車用水素ガス供給・回収システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the hydrogen gas supply and collection | recovery system for fuel cell vehicles using the storage bag of this invention.

つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の水素ガス収納バッグ(以下、「収納バッグ」と略する。)は、先に述べたように、少なくともポリビニルアルコール(PVA)系樹脂層を備えたフィルムからなるものであり、上記フィルムの5回屈曲後のゲルボフレックステスターにおける酸素透過度が0.03cc/m・day・atm以下、かつ、上記収納バッグの、1atmの空気に晒された場合の空気由来ガスの透過度が2cc/m・day・atm以下、といった物性を示すものである。なお、本発明に規定する酸素透過度は、23℃×50%RHの条件でJIS K 7126(等圧法)に記載の方法に準じて測定した際の数値を示す。
また、「1atmの空気に晒された場合の空気由来ガスの透過度(cc/m・day・atm)」は、収納バッグに一定量(100L)の高純度ヘリウムを導入し、該ヘリウムが導入されたバッグを40℃にて常圧空気(1atm)に晒した後、バッグ内の空気由来ガス濃度をガスクロマトグラフにより測定し、バッグ内ガス体積との積により、バッグ外からバッグ内へ侵入する気体(空気由来のガス)の総体積をもとに、算出することができる。すなわち、バッグ外からバッグ内へ侵入(透過)する気体の種類は、測定に用いる空気を構成する気体(窒素ガスおよび酸素ガスといった、空気由来のガス)の種類と同じであるが、その組成は考慮しない。
The hydrogen gas storage bag (hereinafter abbreviated as “storage bag”) of the present invention is composed of a film having at least a polyvinyl alcohol (PVA) resin layer, as described above. The oxygen permeability of the gelbo flex tester after bending 5 times is 0.03 cc / m 2 · day · atm or less, and the permeability of the air-derived gas when exposed to 1 atm of the storage bag is 2 cc. / M 2 · day · atm or less. In addition, the oxygen permeability prescribed | regulated to this invention shows the numerical value at the time of measuring according to the method as described in JISK7126 (isobaric method) on the conditions of 23 degreeC x 50% RH.
The “permeability of air-derived gas when exposed to 1 atm of air (cc / m 2 · day · atm)” is determined by introducing a certain amount (100 L) of high-purity helium into the storage bag. After the introduced bag is exposed to atmospheric pressure air (1 atm) at 40 ° C., the air-derived gas concentration in the bag is measured by a gas chromatograph, and enters the bag from the outside of the bag by the product with the gas volume in the bag. This can be calculated based on the total volume of the gas (air-derived gas). That is, the type of gas that penetrates (permeates) from the outside of the bag into the bag is the same as the type of gas (air-derived gas such as nitrogen gas and oxygen gas) that constitutes the air used for measurement, but the composition is Do not consider.

上記のように、収納バッグの、1atmの空気に晒された場合のガス透過度は、2cc/m・day・atm以下であり、好ましくは、1cc/m・day・atm以下、特に好ましくは0.5cc/m・day・atm以下である。 As described above, the gas permeability of the storage bag when exposed to 1 atm of air is 2 cc / m 2 · day · atm or less, preferably 1 cc / m 2 · day · atm or less, particularly preferably Is 0.5 cc / m 2 · day · atm or less.

また、上記フィルムの、5回屈曲後のゲルボフレックステスターにおける酸素透過度は、0.03cc/m・day・atm以下であり、好ましくは、0.02cc/m・day・atm以下、特に好ましくは0.01cc/m・day・atm以下である。 Further, the oxygen permeability in the gelboflex tester after bending the film 5 times is 0.03 cc / m 2 · day · atm or less, preferably 0.02 cc / m 2 · day · atm or less, Particularly preferably, it is 0.01 cc / m 2 · day · atm or less.

そして、上記フィルムの屈曲前後における水素透過度(cc/m・day・atm)の比(屈曲後/屈曲前)は、通常0.5以下、好ましくは、0.4以下である。 The ratio (after bending / before bending) of hydrogen permeability (cc / m 2 · day · atm) before and after bending of the film is usually 0.5 or less, preferably 0.4 or less.

上記フィルムとしては、少なくともPVA系樹脂層を備えたフィルムが用いられる。すなわち、上記PVA系樹脂層が、ガスバリア層としての機能を発現するからである。なお、上記PVA系樹脂層は、アルミ蒸着層のように屈曲前後で脆化することなく、ガスバリア能を保つことができる。また、水素ガスが乾燥していることに起因し、本発明の収納バッグを使用するうちに、上記PVA系樹脂層が乾燥し水和水等が除去される為、ガスバリア性能が向上するようになる。このため、本発明の収納バッグは、使用前後で酸素透過度および水素透過度がより低下する傾向がある。   As the film, a film having at least a PVA resin layer is used. That is, the PVA-based resin layer expresses a function as a gas barrier layer. In addition, the said PVA-type resin layer can maintain gas barrier ability, without embrittlement before and behind bending like an aluminum vapor deposition layer. In addition, since the hydrogen gas is dried, the PVA resin layer is dried and hydrated water is removed while using the storage bag of the present invention, so that the gas barrier performance is improved. Become. For this reason, the storage bag of the present invention tends to have lower oxygen permeability and hydrogen permeability before and after use.

上記PVA系樹脂層の材料であるPVA系樹脂は、水に溶解し得る熱可塑性樹脂であり、本発明で用いられるPVA系樹脂としては、未変性のPVAや変性PVAがあげられる。未変性のPVAは、酢酸ビニルを単独重合し、更にそれをケン化して製造される。一方、変性PVAには、共重合変性PVAと後変性PVAとがあり、その変性量は、本発明の効果を損なわない範囲内であり、通常10モル%未満である。上記酢酸ビニルと共重合可能な不飽和単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、α−オクタデセン等のオレフィン類、3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール等のヒドロキシ基含有α−オレフィン類およびそのアシル化物などの誘導体、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ウンデシレン酸等の不飽和酸類あるいはその塩、モノエステルあるいはジアルキルエステル、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル類、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸類あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、ジメチルアリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、ビニルエチレンカーボネート、2,2−ジアルキル−4−ビニル−1,3−ジオキソラン、グリセリンモノアリルエーテル、3,4−ジアセトキシ−1−ブテン等のビニル化合物、酢酸イソプロペニル、1−メトキシビニルアセテート等の置換酢酸ビニル類、塩化ビニリデン、1,4−ジアセトキシ−2−ブテン、ビニレンカーボネート、等が挙げられる。また、PVA系樹脂として、側鎖に1,2−ジオール結合を有するPVA系樹脂を用いることもでき、かかる側鎖に1,2−ジオール結合を有するPVA系樹脂は、例えば、(ア)酢酸ビニルと3,4−ジアセトキシ−1−ブテンとの共重合体をケン化する方法、(イ)酢酸ビニルとビニルエチレンカーボネートとの共重合体をケン化及び脱炭酸する方法、(ウ)酢酸ビニルと2,2−ジアルキル−4−ビニル−1,3−ジオキソランとの共重合体をケン化及び脱ケタール化する方法、(エ)酢酸ビニルとグリセリンモノアリルエーテルとの共重合体をケン化する方法、等により得られる。
更に、変性PVAとしては、PVAを後変性することにより製造することもできる。かかる後変性の方法としては、PVAをアセト酢酸エステル化、アセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化、オキシアルキレン化する方法等が挙げられる。
The PVA resin that is a material of the PVA resin layer is a thermoplastic resin that can be dissolved in water, and examples of the PVA resin used in the present invention include unmodified PVA and modified PVA. Unmodified PVA is produced by homopolymerizing vinyl acetate and further saponifying it. On the other hand, modified PVA includes copolymer-modified PVA and post-modified PVA, and the amount of modification is within a range not impairing the effects of the present invention, and is usually less than 10 mol%. Examples of the unsaturated monomer copolymerizable with vinyl acetate include olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, α-octene, α-dodecene, α-octadecene, 3-buten-1-ol, 4- Hydroxyl group-containing α-olefins such as penten-1-ol and 5-hexen-1-ol and derivatives thereof, such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, undecylene Unsaturated acids such as acids or salts thereof, monoesters or dialkyl esters, nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, amides such as diacetone acrylamide, acrylamide and methacrylamide, ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid Olefin sulfone such as Or salts thereof, alkyl vinyl ethers, dimethylallyl vinyl ketone, N-vinyl pyrrolidone, vinyl chloride, vinyl ethylene carbonate, 2,2-dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolane, glycerol monoallyl ether, 3,4 -Vinyl compounds such as diacetoxy-1-butene, substituted vinyl acetates such as isopropenyl acetate and 1-methoxyvinyl acetate, vinylidene chloride, 1,4-diacetoxy-2-butene, vinylene carbonate, and the like. Further, as the PVA resin, a PVA resin having a 1,2-diol bond in the side chain can also be used, and the PVA resin having a 1,2-diol bond in the side chain is, for example, (a) acetic acid A method of saponifying a copolymer of vinyl and 3,4-diacetoxy-1-butene, (a) a method of saponifying and decarboxylating a copolymer of vinyl acetate and vinyl ethylene carbonate, and (c) vinyl acetate. Of saponifying and deketalizing a copolymer of 2,2-dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolane, and (d) saponifying a copolymer of vinyl acetate and glycerol monoallyl ether. Obtained by a method, etc.
Furthermore, as modified PVA, it can also manufacture by post-modifying PVA. Examples of such post-modification methods include a method of converting PVA into acetoacetate ester, acetalization, urethanization, etherification, grafting, phosphoric esterification, and oxyalkylene.

上記PVA系樹脂のケン化度は、通常90モル%以上であり、好ましい範囲は95〜100モル%、特に好ましい範囲は99〜100モル%である。また、上記PVA系樹脂の平均重合度は、通常1100以上であり、好ましい範囲は1100〜4000、特に好ましい範囲は1200〜2600である。   The saponification degree of the PVA-based resin is usually 90 mol% or more, and a preferable range is 95 to 100 mol%, and a particularly preferable range is 99 to 100 mol%. The average degree of polymerization of the PVA-based resin is usually 1100 or more, a preferred range is 1100 to 4000, and a particularly preferred range is 1200 to 2600.

上記PVA系樹脂の4重量%水溶液の粘度は、通常2.5〜270mPa・s(20℃)であり、好ましくは2.5〜112mPa・s(20℃)、特に好ましくは2.5〜80mPa・s(20℃)である。なお、上記粘度はJIS K 6726に準じて測定されるものである。   The viscosity of the 4% by weight aqueous solution of the PVA-based resin is usually 2.5 to 270 mPa · s (20 ° C.), preferably 2.5 to 112 mPa · s (20 ° C.), particularly preferably 2.5 to 80 mPa. -It is s (20 degreeC). The viscosity is measured according to JIS K 6726.

上記PVA系樹脂層(PVA系樹脂フィルム)の製膜法については、特に限定されないが、上記PVA系樹脂の水系組成物を、押出機に供給して溶融混練した後、Tダイ法、インフレーション法により押出し製膜し、乾燥する方法が好ましい。
かかる方法における押出機内での溶融混練温度は、50〜170℃、特には55〜160℃が好ましい。かかる温度が低すぎるとフィルム肌の不良を招き、高すぎると発泡現象を招く傾向にある。また、製膜後のフィルムの乾燥については、70〜120℃で行うことが好ましく、更には80〜100℃で行うことが好ましい。
The method for forming the PVA resin layer (PVA resin film) is not particularly limited, but the PVA resin aqueous composition is supplied to an extruder and melt-kneaded, and then the T-die method and the inflation method. A method in which the film is formed by extrusion and dried is preferable.
The melt kneading temperature in the extruder in such a method is preferably 50 to 170 ° C, particularly 55 to 160 ° C. If the temperature is too low, the film skin will be defective, and if it is too high, the foaming phenomenon tends to occur. Moreover, about the drying of the film after film forming, it is preferable to carry out at 70-120 degreeC, and also it is preferable to carry out at 80-100 degreeC.

また、上記PVA系樹脂フィルムは、二軸延伸フィルム、一軸延伸フィルムのいずれであってもよいが、二軸延伸フィルムとすることにより、引き裂き強度や引っ張り強度の点で優れるようになる。   The PVA-based resin film may be either a biaxially stretched film or a uniaxially stretched film, but by using a biaxially stretched film, it is excellent in terms of tear strength and tensile strength.

かかる二軸延伸については、機械の流れ方向(MD方向)の延伸倍率が2.5〜5倍、幅方向(TD方向)の延伸倍率が2〜4.5倍であることが好ましく、特に好ましくはMD方向の延伸倍率が3〜5倍、TD方向の延伸倍率が2.5〜4.5倍である。すなわち、MD方向の延伸倍率は、低すぎると延伸による物性向上が得難くかつガスバリア性が損なわれる傾向があり、高すぎるとフィルムがMD方向へ裂けやすくなる傾向がある。また、TD方向の延伸倍率は、低すぎると延伸による物性向上が得難く、かつガスバリア性が損なわれる傾向があり、高すぎると工業的にフィルムを製造する際に延伸時の破断が多発する傾向がある。
また、かかる二軸延伸について、逐次二軸延伸あるいは同時二軸延伸を行うにあたっては、PVA系樹脂フィルムの含水率を5〜70重量%、特には10〜60重量%に調整しておくことが好ましい。含水率の調整は、乾燥前のPVA系樹脂フィルムを引き続き乾燥する方法、含水率5重量%未満のPVA系樹脂フィルムを水に浸漬あるいは調湿等を施す方法等により行うことができる。かかる含水率が低すぎても、高すぎても延伸工程でMD方向、TD方向の延伸倍率を高めることができない傾向がある。かかるPVA系樹脂−水組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の多価アルコール類の可塑剤やフェノール系、アミン系等の抗酸化剤、リン酸エステル類等の安定剤、着色料、香料、増量剤、消包剤、剥離剤、紫外線吸収剤、無機粉体、界面活性剤等の通常の添加剤を適宜配合しても差し支えない。また、澱粉、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のPVA系樹脂以外の他の水溶性樹脂を混合してもよい。
更に、二軸延伸を施した後は、熱処理を行うことが好ましく、かかる熱処理の温度は、PVA系樹脂の融点より低い温度を選択することが好ましく、特には140〜250℃であることが好ましい。熱処理温度が、融点より80℃以上低い温度の場合は、寸法安定性が低下し収縮率が大きくなる傾向があり、一方、融点より高い場合は、フィルムの厚み変動が大きくなる傾向がある。また、熱処理時間は1〜30秒間であることが好ましく、より好ましくは5〜10秒間である。
また、必要に応じて、熱変形性をさらに減少させる目的で、かかる二軸延伸PVA系樹脂フィルムに、水溶液への接触および乾燥の加工を施すことも可能である。水溶液との接触においては、通常5〜60℃、好ましくは10〜50℃の水溶液が用いられ、水溶液との接触時間は、水溶液の温度に応じて適宜選択されるが、工業的には10〜60秒であることが好ましい。
かかる水溶液との接触方法については、例えば、水溶液への浸漬や水溶液の噴霧、水溶液の塗布、スチーム処理等があげられ、これらを併用することもできる。水溶液との接触の後、工業的には、エアーシャワー等で非接触的に表面の付着水を取り除き、次いでニップロール等で接触的な水分除去を次に行うことが好ましい。また、乾燥機の種類としては、例えば、金属ロールやセラミックロール等に直接接触して乾燥する方法、あるいは非接触型の乾燥機を用いる方法等があげられる。
かかる水溶液との接触と乾燥の後に、得られた二軸延伸PVA系樹脂フィルムを再度巻き取ってロール状とする場合は、フィルムの水分量を通常3重量%以下、好ましくは0.1〜2重量%にすることが望まれる。かかる水分量が多すぎるとフィルムロールの中でフィルム同士が密着してしまう傾向があり、再度加工のための巻き出しを行う際にフィルムが破損するなどの問題を発生するおそれがある。かくして本発明で好適に用いられる二軸延伸PVA系樹脂フィルムが得られる。
For such biaxial stretching, the stretching ratio in the machine flow direction (MD direction) is preferably 2.5 to 5 times, and the stretching ratio in the width direction (TD direction) is preferably 2 to 4.5 times, particularly preferably. The MD has a stretching ratio of 3 to 5 times, and the TD direction has a stretching ratio of 2.5 to 4.5 times. That is, if the draw ratio in the MD direction is too low, it is difficult to improve the physical properties by stretching and the gas barrier property tends to be impaired, and if it is too high, the film tends to tear in the MD direction. Further, if the draw ratio in the TD direction is too low, it is difficult to improve physical properties by stretching, and gas barrier properties tend to be impaired. If it is too high, breakage during stretching tends to occur frequently when the film is produced industrially. There is.
In addition, for such biaxial stretching, when performing sequential biaxial stretching or simultaneous biaxial stretching, the water content of the PVA-based resin film may be adjusted to 5 to 70% by weight, particularly 10 to 60% by weight. preferable. The moisture content can be adjusted by a method of continuously drying the PVA resin film before drying, a method of immersing a PVA resin film having a moisture content of less than 5% by weight in water, or adjusting the humidity. Even if the moisture content is too low or too high, there is a tendency that the stretching ratio in the MD direction and the TD direction cannot be increased in the stretching process. In such a PVA-based resin-water composition, plasticizers such as polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin, polyethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol, phenolic, amine-based, and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired. Regular additives such as antioxidants, stabilizers such as phosphate esters, colorants, fragrances, extenders, defoamers, release agents, UV absorbers, inorganic powders, surfactants, etc. There is no problem. Moreover, you may mix other water-soluble resins other than PVA-type resin, such as starch, carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxymethylcellulose.
Furthermore, after biaxial stretching, it is preferable to perform heat treatment, and the temperature of such heat treatment is preferably selected to be lower than the melting point of the PVA resin, and particularly preferably 140 to 250 ° C. . When the heat treatment temperature is lower than the melting point by 80 ° C. or more, the dimensional stability tends to decrease and the shrinkage rate tends to increase. On the other hand, when the heat treatment temperature is higher than the melting point, the thickness variation of the film tends to increase. Moreover, it is preferable that heat processing time is 1 to 30 second, More preferably, it is 5 to 10 second.
In addition, for the purpose of further reducing the heat deformability, the biaxially stretched PVA-based resin film can be subjected to contact with an aqueous solution and drying as necessary. In the contact with the aqueous solution, an aqueous solution of usually 5 to 60 ° C., preferably 10 to 50 ° C. is used, and the contact time with the aqueous solution is appropriately selected according to the temperature of the aqueous solution, but industrially 10 to 10 ° C. Preferably it is 60 seconds.
Examples of the contact method with the aqueous solution include immersion in an aqueous solution, spraying of the aqueous solution, application of the aqueous solution, steam treatment, and the like, and these can be used in combination. After contact with the aqueous solution, industrially, it is preferable to remove the adhering water on the surface in a non-contact manner with an air shower or the like, and then to remove the moisture in a contact manner with a nip roll or the like. Examples of the type of dryer include a method of directly contacting a metal roll or a ceramic roll and drying, a method of using a non-contact type dryer, and the like.
When the obtained biaxially stretched PVA-based resin film is wound up again after being brought into contact with the aqueous solution and dried, the moisture content of the film is usually 3% by weight or less, preferably 0.1 to 2%. It is desirable to make it weight percent. If the amount of moisture is too large, the films tend to adhere to each other in the film roll, and there is a risk of problems such as damage to the film when unwinding for processing again. Thus, a biaxially stretched PVA resin film suitably used in the present invention is obtained.

上記のようにして形成されるPVA系樹脂フィルムの厚みは、通常10〜70μmであり、好ましくは11〜60μm、特に好ましくは12〜50μmである。かかる厚みが薄すぎるとガスバリア性が低下する傾向があり、厚すぎると成形加工性等が低下する傾向がある。   The thickness of the PVA resin film formed as described above is usually 10 to 70 μm, preferably 11 to 60 μm, and particularly preferably 12 to 50 μm. If the thickness is too thin, the gas barrier property tends to decrease, and if it is too thick, the moldability tends to decrease.

そして、本発明の収納バッグを構成するフィルムは、少なくとも上記PVA系樹脂層を備えたフィルムからなるものであり、特に、上記フィルムが、三層以上からなる多層フィルムであって、その中間層が、PVA系樹脂の延伸フィルムからなるPVA系樹脂層であることが、ガスバリア性、フィルム強度の点で優れている。そして、先に述べたように、上記PVA系樹脂の延伸フィルムが、二軸延伸フィルムであることが、引き裂き強度や引っ張り強度の点でより優れている。   And the film which comprises the storage bag of this invention consists of a film provided with the said PVA-type resin layer at least, Especially the said film is a multilayer film which consists of three or more layers, Comprising: The intermediate | middle layer is The PVA resin layer made of a stretched film of PVA resin is excellent in terms of gas barrier properties and film strength. As described above, it is more excellent in terms of tear strength and tensile strength that the stretched film of the PVA resin is a biaxially stretched film.

上記多層フィルムにおけるPVA系樹脂層以外の層としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートに代表されるポリエステルからなるフィルム、ポリカーボネートフィルム、ナイロン6、ナイロン66等からなるポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、およびポリプロピレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、環状ポリオレフィン、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したもの等の広義のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、エチレン−α−オレフィンランダム共重合体等のポリオレフィンからなるフィルム等の熱可塑性樹脂フィルム等からなるものが例示できる。なお、上記熱可塑性樹脂フィルムは、無延伸フィルムであっても、一軸あるいは二軸延伸フィルムであってもよい。また、上記熱可塑性樹脂フィルムは、アルミニウム、亜鉛、シリカ等の金属、無機物あるいはその酸化物を蒸着したフィルムであってもよい。   As a layer other than the PVA resin layer in the multilayer film, for example, a film made of polyester represented by polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, a polycarbonate film, a polyamide film made of nylon 6, nylon 66, etc., a polyvinyl chloride film, Polyvinylidene chloride film and polypropylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer, ethylene-propylene copolymer, ethylene- α-olefin (α-olefin having 4 to 20 carbon atoms) copolymer, ethylene-acrylate copolymer, polypropylene, propylene-α-olefin (α-olefin having 4 to 20 carbon atoms) N) Polyolefins such as copolymers, polybutenes, polypentenes, and other olefins or copolymers, cyclic polyolefins, or polyolefins in a broad sense such as those obtained by graft-modifying these olefins alone or copolymers with unsaturated carboxylic acids or esters thereof -Based resins, polystyrene resins, polyesters, polyamides, copolymerized polyamides, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resins, vinyl ester resins, polyester elastomers, polyurethane elastomers, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, and other thermoplastic resins Examples thereof include those made of a thermoplastic resin film such as a film made of polyolefin such as propylene-α-olefin random copolymer and ethylene-α-olefin random copolymer. The thermoplastic resin film may be an unstretched film or a uniaxial or biaxially stretched film. The thermoplastic resin film may be a film in which a metal such as aluminum, zinc or silica, an inorganic substance, or an oxide thereof is deposited.

そして、PVA系樹脂フィルムの両面に、上記フィルムを単数ないし複数枚積層して、目的とする多層フィルムが形成される。なお、上記多層フィルム表面からPVA系樹脂層までの厚み(つまり、PVA系樹脂フィルム上に積層された層の厚み)は、通常、10〜100μmの範囲であり、好ましくは40〜90μmの範囲である。また、上記多層フィルムの総厚みは、通常、100〜500μmの範囲であり、本発明の収納バッグが、10kPa以上、好ましくは14kPa以上の耐圧性能を示す厚みであればよい。   Then, a single or a plurality of the above films are laminated on both sides of the PVA resin film to form a target multilayer film. The thickness from the surface of the multilayer film to the PVA resin layer (that is, the thickness of the layer laminated on the PVA resin film) is usually in the range of 10 to 100 μm, preferably in the range of 40 to 90 μm. is there. Moreover, the total thickness of the said multilayer film is the range of 100-500 micrometers normally, and the storage bag of this invention should just be the thickness which shows the pressure | voltage resistant performance of 10 kPa or more, Preferably it is 14 kPa or more.

上記多層フィルムにおいて、その各層となるフィルム間を接着する方法としては、例えば、樹脂フィルムにウレタン系やイソシアネート系のアンカーコート剤を塗布し、その面に樹脂フィルムをドライラミネートする方法、溶融した熱可塑性樹脂の押出しラミネートにより樹脂フィルム間をラミネートする方法、樹脂フィルム表面に溶融した熱可塑性樹脂の押出しコーティングを行い、その面に、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)フィルムをドライラミネートする方法等があげられる。なお、上記熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)フィルムは、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)を押出成形した伸縮性・透湿性・耐摩耗性・耐薬品性に優れたフィルムとして市販されており、上記ドライラミネート用途の観点から、特に、大倉工業社製のシルクロンES85(ウレタン単層フィルム、厚み30μm)、シルクロンNES85(ポリエチレンフィルムセパレータ付きフィルム、厚み25μm)が、好適に使用することができる。   In the multilayer film, as a method for adhering the films constituting the respective layers, for example, a urethane film or an isocyanate anchor coating agent is applied to the resin film, and the resin film is dry laminated on the surface thereof, or the molten heat Examples include a method of laminating between resin films by extrusion lamination of a plastic resin, a method of performing extrusion coating of a molten thermoplastic resin on the surface of the resin film, and dry laminating a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) film on the surface. . The thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) film is commercially available as a film excellent in stretchability, moisture permeability, wear resistance, and chemical resistance obtained by extrusion molding of a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU). From the viewpoint of applications, in particular, Silk Ron ES85 (urethane monolayer film, thickness 30 μm) and Silk Ron NES 85 (film with a polyethylene film separator, thickness 25 μm) manufactured by Okura Kogyo Co., Ltd. can be suitably used.

上記多層フィルムは、例えば、収納バッグの内側から、ポリエチレン(PE)層,PVA系樹脂層,TPU層,PE層の順で層構成されてなるものが、ガスバリア性、可とう性等の観点から好ましい。また、上記層構成の他、PE層/TPU層/PVA系樹脂層/TPU層/PE層、TPU層/PVA系樹脂層/TPU層の順で積層されてなるものも、本発明の収納バッグにおいて用いることができる。   For example, the multilayer film is composed of a polyethylene (PE) layer, a PVA resin layer, a TPU layer, and a PE layer in this order from the inside of the storage bag, from the viewpoint of gas barrier properties, flexibility, and the like. preferable. In addition to the above layer structure, the storage bag of the present invention may be formed by laminating PE layer / TPU layer / PVA resin layer / TPU layer / PE layer and TPU layer / PVA resin layer / TPU layer in this order. Can be used.

本発明の収納バッグは、例えば、上記多層フィルムをヒートシールで繋ぎ合わせ、袋状に形成し、さらに、表面の少なくとも1か所に水素ガス注入部を設けることにより、製造することができる。このヒートシール強度(ヒートシール部の剥離強度)は、少なくとも40〜140(N/3cm)以上であれば、ガスバリア性や機械的強度等が良好となる。また、上記多層フィルムからなる袋は、機械的強度、ガスバリア性等の観点から、多層構造を有していることが好ましい。
なお、本発明の収納バッグの形状は、立方体、直方体、球体、枕状(重力に対して水平方向に長辺を有するチューブ状)等が挙げられ、特に限定されるものではないが、好ましい形態の具体例としては、直方体ないし立方体、枕状の袋体で、特に好ましい形態は、設置スペースや組み立てコストの軽減を図ることが可能な枕状が使用される。また、上記水素ガス注入部の構造は、通常のガス注入部構造が採用可能であるが、具体的には、例えばバッグにガス注入口となる所望の大きさの穴をあけ、所望によりパッキンを併用し、該穴部にガス注入ノズルを連結可能なSUS製ガス用コネクターが設けられる。
The storage bag of the present invention can be manufactured, for example, by joining the multilayer films by heat sealing to form a bag shape, and further providing a hydrogen gas injection part at least at one position on the surface. If this heat seal strength (peel strength of the heat seal portion) is at least 40 to 140 (N / 3 cm) or more, gas barrier properties, mechanical strength, and the like are good. Moreover, it is preferable that the bag which consists of the said multilayer film has a multilayer structure from viewpoints, such as mechanical strength and gas-barrier property.
In addition, the shape of the storage bag of the present invention includes a cube, a rectangular parallelepiped, a sphere, a pillow shape (a tube shape having a long side in the horizontal direction with respect to gravity), and the like. As a specific example, a rectangular parallelepiped, a cube, or a pillow-shaped bag is used, and a particularly preferable form is a pillow that can reduce installation space and assembly cost. In addition, as the structure of the hydrogen gas injection part, a normal gas injection part structure can be adopted. Specifically, for example, a hole of a desired size to be a gas injection port is formed in a bag, and packing is provided if desired. In combination, a gas connector made of SUS capable of connecting a gas injection nozzle to the hole is provided.

なお、本発明の収納バッグの容量は、通常の水素ステーションにおける水素ガス回収を前提とした場合、通常0.3〜10m、好ましくは0.5〜5mの範囲である。
また、本発明の収納バッグの重量は、その構成フィルムの層構造や、バッグ容量、さらには前記のようなパイプフレームや帆布の有無により、大きく変動するが、従来の金属製タンクよりも軽量であり、通常4〜20kgである。このように軽量であると、設置場所を従来品よりも自由に選択することができ、例えば水素ステーション建屋の屋上などに設置することも可能である。
In addition, the capacity | capacitance of the storage bag of this invention is 0.3-10 m < 3 > normally when it presupposes the hydrogen gas collection | recovery in a normal hydrogen station, Preferably it is the range of 0.5-5 m < 3 >.
The weight of the storage bag of the present invention varies greatly depending on the layer structure of the constituent film, the capacity of the bag, and the presence or absence of the pipe frame or canvas as described above, but is lighter than conventional metal tanks. Yes, usually 4-20 kg. If it is light in weight, the installation location can be selected more freely than the conventional product. For example, it can be installed on the roof of a hydrogen station building.

本発明の収納バッグにおいては、バッグに更なる機能を付与するための部材を併用することも可能である。例えば、収納バッグの上部と下部に、それぞれパイプフレームを固定し、双方のパイプフレーム同士を接離移動可能なよう連結してもよい。さらに、耐久性等に優れるよう、収納バッグ全体を、例えば厚み0.5mm程度の帆布で覆ってもよい。
また、上記帆布部材には任意の位置に蛇腹部が形成可能であり、袋体内の水素ガス容量に合わせて、その蛇腹部が伸縮するようになっているものが好ましい。特にパイプフレームと帆布を併用する場合、パイプフレームを操作することでバッグを圧縮し、バッグ内のガスを排出することが可能である。
In the storage bag of this invention, it is also possible to use together the member for providing the bag with a further function. For example, pipe frames may be fixed to the upper and lower parts of the storage bag, respectively, and both pipe frames may be connected to each other so as to be movable toward and away from each other. Furthermore, the entire storage bag may be covered with, for example, a canvas having a thickness of about 0.5 mm so as to be excellent in durability and the like.
In addition, it is preferable that a bellows portion can be formed at an arbitrary position on the canvas member, and the bellows portion expands and contracts according to the hydrogen gas capacity in the bag body. In particular, when a pipe frame and canvas are used in combination, the bag can be compressed by operating the pipe frame and the gas in the bag can be discharged.

また、本発明の収納バッグは、上記のように水素ステーションに使用されるものの他、車載用燃料電池システム、液化水素貯槽におけるロス水素回収等に使用される水素ガス収納バッグとしても、好ましく用いることができる。また、ヘリウム、キセノン、クリプトン等のガスバッグとしても使用可能である。   Further, the storage bag of the present invention is preferably used as a hydrogen gas storage bag used for in-vehicle fuel cell system, loss hydrogen recovery in a liquefied hydrogen storage tank, etc. in addition to those used in the hydrogen station as described above. Can do. It can also be used as a gas bag of helium, xenon, krypton, or the like.

つぎに、本発明の収納バッグを用いた水素車両用水素ガス供給・回収システムの一例として、燃料電池自動車(FCV)用水素ガス供給・回収システムについて説明する。   Next, a hydrogen gas supply / recovery system for a fuel cell vehicle (FCV) will be described as an example of a hydrogen gas supply / recovery system for a hydrogen vehicle using the storage bag of the present invention.

すなわち、本発明の燃料電池自動車(FCV)用水素ガス供給・回収システムでは、図1に示すように、高圧水素貯蔵タンク2に、供給バルブ4、ガス供給配管3、水素ガス充填ノズル5が、この順で接続され、かつ、上記ガス供給配管3の配管経路を分岐するようガスパージ配管6が接続されており、さらに上記ガスパージ配管の途中には放出バルブ7が設けられて、構成された、水素ガス充填装置(水素ステーション施設)10において、
上記水素ガス充填ノズル5は、燃料電池自動車(FCV)9の水素ガス受容部11に装着され、上記ガスパージ配管6の先端は、本発明の収納バッグ1の水素ガス注入部8に接続され、
上記供給バルブ4を開いた態様で、高圧水素貯蔵タンク2内の水素が、燃料電池自動車(FCV)9の水素タンク(図示せず)に充填され、充填完了の段階で、上記供給バルブ4の閉鎖と上記放出バルブ7の開放により、配管内の残留水素ガスが上記収納バッグ1内に回収されるようになっている。
なお、上記収納バッグ1は、図示の破線に示すように水素ガス充填装置10内に設けてもよく、また、水素ガス充填装置10外に設けてもよい。
That is, in the hydrogen gas supply / recovery system for a fuel cell vehicle (FCV) of the present invention, as shown in FIG. 1, a high pressure hydrogen storage tank 2 is provided with a supply valve 4, a gas supply pipe 3, and a hydrogen gas filling nozzle 5. A hydrogen gas purge pipe 6 is connected in this order, and a gas purge pipe 6 is connected so as to branch the pipe path of the gas supply pipe 3, and a discharge valve 7 is provided in the middle of the gas purge pipe. In the gas filling device (hydrogen station facility) 10,
The hydrogen gas filling nozzle 5 is attached to a hydrogen gas receiving part 11 of a fuel cell vehicle (FCV) 9, and the tip of the gas purge pipe 6 is connected to the hydrogen gas injection part 8 of the storage bag 1 of the present invention,
In a state in which the supply valve 4 is opened, hydrogen in the high-pressure hydrogen storage tank 2 is filled in a hydrogen tank (not shown) of a fuel cell vehicle (FCV) 9. By closing and opening the discharge valve 7, the residual hydrogen gas in the pipe is collected in the storage bag 1.
The storage bag 1 may be provided in the hydrogen gas filling device 10 as indicated by the broken line in the drawing, or may be provided outside the hydrogen gas filling device 10.

水素ガス充填装置10に固定設置された蓄圧器設計(図示せず)での、上記高圧水素貯蔵タンク2の常用圧力は、水素ステーションで通常30〜90MPa、移動式水素ステーションで通常10〜40MPaであり、設計温度は通常−20〜70℃程度に設定されている。また、上記高圧水素貯蔵タンク2容量は、通常、200〜300Lである。なお、上記高圧水素貯蔵タンク2は、水素がなくなり次第、別の圧水素貯蔵タンクと切り替え/交換するようにしてもよく、上記高圧水素貯蔵タンク2に水素を再注入して、そのままタンクを使用するようにしてもよい。   The normal pressure of the high-pressure hydrogen storage tank 2 in the pressure accumulator design (not shown) fixedly installed in the hydrogen gas filling device 10 is usually 30 to 90 MPa at the hydrogen station, and usually 10 to 40 MPa at the mobile hydrogen station. Yes, the design temperature is usually set to about -20 to 70 ° C. The capacity of the high-pressure hydrogen storage tank 2 is usually 200 to 300L. The high-pressure hydrogen storage tank 2 may be switched / replaced with another pressure-hydrogen storage tank as soon as there is no hydrogen, and hydrogen is reinjected into the high-pressure hydrogen storage tank 2 and used as it is. You may make it do.

上記ガス供給配管3や、ガスパージ配管6は、耐腐食性等の観点から、SUS316L(High Ni)製のものであって、通常直径10〜100mm、好ましくは10〜30mm、特に好ましくは10〜20mm程度のものが、好ましく用いられる。   The gas supply pipe 3 and the gas purge pipe 6 are made of SUS316L (High Ni) from the viewpoint of corrosion resistance and the like, and usually have a diameter of 10 to 100 mm, preferably 10 to 30 mm, particularly preferably 10 to 20 mm. Those of the order are preferably used.

上記供給バルブ4は、その開閉操作によりFCVへのガス供給を制御しうるものであり、放出バルブ7は、その開閉操作により、配管内の残留ガスを上記収納バッグ1内に送りこむのを制御しうるものである。
なお、上記水素ガス充填ノズル5は、逆止弁付のものであって、高圧水素貯蔵タンク2の圧力によりFCVの水素ガス受容部11より水素ガス充填を行い、その受容部から外したときには、逆止弁によりガス放出が防止される構造となっているものが好ましい。
The supply valve 4 can control the gas supply to the FCV by its opening / closing operation, and the discharge valve 7 controls the supply of residual gas in the pipe into the storage bag 1 by the opening / closing operation. It can be.
The hydrogen gas filling nozzle 5 is equipped with a check valve, and when hydrogen gas is charged from the hydrogen gas receiving part 11 of the FCV by the pressure of the high-pressure hydrogen storage tank 2 and removed from the receiving part, A structure in which gas release is prevented by a check valve is preferable.

上記水素ガス供給・回収システムでは、供給バルブ4が開放され、かつ放出バルブ7が閉鎖された状態で、燃料電池自動車(FCV)9への水素ガス供給が行われた後、供給バルブ4の閉鎖とともに放出バルブ7が開放され、水素ガス供給が止まる。この作業を繰り返すことにより、個々のFCVへの水素ガスの高圧充填(急速充填)が可能となり、配管内の残留ガスも、収納バッグ1に安全に回収されるようになる。そして、残留水素ガスの溜まった上記収納バッグ1を常時排出・もしくは消費することにより、本発明の水素車両用水素ガス供給・回収システムを継続的に稼働させることができ、さらに、上記収納バッグが軽量であることから、上記交換作業も容易である。   In the hydrogen gas supply / recovery system, after supplying the hydrogen gas to the fuel cell vehicle (FCV) 9 with the supply valve 4 opened and the discharge valve 7 closed, the supply valve 4 is closed. At the same time, the discharge valve 7 is opened and the supply of hydrogen gas is stopped. By repeating this work, high-pressure filling (rapid filling) of hydrogen gas into individual FCVs becomes possible, and the residual gas in the piping can also be safely recovered in the storage bag 1. And by always discharging | emitting or consuming the said storage bag 1 in which the residual hydrogen gas accumulated, the hydrogen gas supply and recovery system for hydrogen vehicles of this invention can be operated continuously, Furthermore, the said storage bag Since it is lightweight, the above replacement work is also easy.

上記のように残留水素ガスの溜まった収納バッグ1から水素を取り出す方法は、特に限定はないが、例えば、ポンプ等によりバッグ内の水素ガスを吸出する方法や、バッグ外部から圧力をかけてバッグ内の水素ガスを排出する方法があげられる。特に、バッグ外部から圧力をかける方法では、前記のようにバッグ側面に蛇腹部を有するものであれば、その部分を収縮させることにより、バッグに圧力が与えられ、水素ガスを排出させることが可能となる。   The method of taking out hydrogen from the storage bag 1 in which residual hydrogen gas is accumulated as described above is not particularly limited. For example, a method of sucking out hydrogen gas in the bag by a pump or the like, The method of discharging | emitting hydrogen gas in the inside is mention | raise | lifted. In particular, in the method of applying pressure from the outside of the bag, as long as the bellows portion is provided on the side of the bag as described above, it is possible to apply pressure to the bag and discharge hydrogen gas by contracting that portion. It becomes.

以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の記述で「%」、「部」とあるのは特に断りのない限り重量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In the following description, “%” and “part” are based on weight unless otherwise specified.

〔実施例1〕
<多層フィルムの作製>
ジャケット温度を60〜150℃に設定した二軸押出機型混練機(スクリューL/D=40)のホッパーからポリビニルアルコール(重合度1700、4重量%水溶液の粘度40mPa・s、ケン化度99.7モル%、酢酸ナトリウム含有量0.3%、日本合成化学工業社製「ゴーセノールNH−17Q」)と水をポリビニルアルコール/水の重量比40/60にて、定量ポンプにより供給し、混練し、吐出量500kg/hrの条件で吐出した。
この吐出物を直ちに一軸押出機(スクリューL/D=30)に圧送し、温度85〜140℃にて混練した後、Tダイより5℃のキャストロールに押出し、90℃の熱風乾燥機で30秒間乾燥し、含水率25%のポリビニルアルコール系フィルム(厚み150μm)を作製した。引き続き、かかるポリビニルアルコール系フィルムをMD方向に3.8倍延伸した後、テンターでTD方向に3.8倍延伸し、次いで180℃で8秒間熱固定し、二軸延伸PVAフィルム(厚み14μm)を得た。この二軸延伸PVAフィルムを用いて、L−LDPE、二軸延伸PVAフィルム、TPUおよびL−LDPEの順に各フィルムのドライラミネート加工を行い、L−LDPE層(80μm)/二軸延伸PVA層(14μm)/TPU層(30μm)/L−LDPE層(80μm)の順で積層された、四層フィルムを作製した。
[Example 1]
<Production of multilayer film>
From a hopper of a twin-screw extruder type kneader (screw L / D = 40) set at a jacket temperature of 60 to 150 ° C., polyvinyl alcohol (polymerization degree 1700, viscosity of 4% by weight aqueous solution 40 mPa · s, saponification degree 99. 7 mol%, sodium acetate content 0.3%, “GOHSENOL NH-17Q” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) and water at a polyvinyl alcohol / water weight ratio of 40/60 by a metering pump and kneaded. The discharge amount was 500 kg / hr.
This discharged material was immediately pumped to a single screw extruder (screw L / D = 30), kneaded at a temperature of 85-140 ° C., extruded from a T-die onto a 5 ° C. cast roll, and then heated at 90 ° C. with a hot air dryer. The film was dried for 2 seconds to prepare a polyvinyl alcohol film (thickness 150 μm) having a water content of 25%. Subsequently, the polyvinyl alcohol film was stretched 3.8 times in the MD direction, then stretched 3.8 times in the TD direction with a tenter, and then heat-fixed at 180 ° C. for 8 seconds to form a biaxially stretched PVA film (thickness 14 μm). Got. Using this biaxially stretched PVA film, dry lamination of each film was performed in the order of L-LDPE, biaxially stretched PVA film, TPU and L-LDPE, and an L-LDPE layer (80 μm) / biaxially stretched PVA layer ( 14 layer) / TPU layer (30 μm) / L-LDPE layer (80 μm) were laminated in this order to prepare a four-layer film.

<収納バッグの作製>
得られた四層フィルムを、二軸延伸PVA層側がバッグ内側になるようにし、フィルムの重ね部を10mm幅にて溶着施工することにより50×50×50cm(立方体、0.125m)のバッグ(水素ガス収納バッグ)を作製した。
すなわち、バッグ内側から、L−LDPE層(80μm)/二軸延伸PVA層(14μm)/TPU層(30μm)/L−LDPE層(80μm)の順で積層された層構成を有する水素ガス収納バッグを作製した。
<Production of storage bag>
A bag of 50 × 50 × 50 cm (cube, 0.125 m 3 ) is obtained by welding the obtained four-layer film so that the biaxially stretched PVA layer side is on the inner side of the bag and the overlapping portion of the film is welded with a width of 10 mm. (Hydrogen gas storage bag) was produced.
That is, a hydrogen gas storage bag having a layer structure in which an L-LDPE layer (80 μm) / biaxially stretched PVA layer (14 μm) / TPU layer (30 μm) / L-LDPE layer (80 μm) are laminated in this order from the inside of the bag. Was made.

〔比較例1〕
<多層フィルムの作製>
L−LDPE、アルミ蒸着EVOH、TPUおよびL−LDPEの順に各フィルムのドライラミネート加工を行い、L−LDPE層(80μm)/アルミ蒸着EVOH層(12μm)/TPU層(30μm)/L−LDPE層(80μm)の順で積層された、四層フィルムを作製した。
[Comparative Example 1]
<Production of multilayer film>
L-LDPE, aluminum-deposited EVOH, TPU, and L-LDPE are laminated in order for each film, and L-LDPE layer (80 μm) / aluminum-deposited EVOH layer (12 μm) / TPU layer (30 μm) / L-LDPE layer A four-layer film laminated in the order of (80 μm) was produced.

<収納バッグの作製>
実施例1の四層フィルムに代えて、上記作製の四層フィルムを、バッグ内側から、L−LDPE層(80μm)/アルミ蒸着EVOH層(12μm)/TPU層(30μm)/L−LDPE層(80μm)となるよう用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、水素ガス収納バッグを作製した。
<Production of storage bag>
In place of the four-layer film of Example 1, the four-layer film produced above was prepared from the inside of the bag by an L-LDPE layer (80 μm) / aluminum-deposited EVOH layer (12 μm) / TPU layer (30 μm) / L-LDPE layer ( 80 μm). Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the hydrogen gas storage bag.

このようにして得られた実施例および比較例の収納バッグに関し、以下に示す測定および評価を行なった。その結果を後記の表1に示す。   The following measurements and evaluations were performed on the storage bags of Examples and Comparative Examples thus obtained. The results are shown in Table 1 below.

[多層フィルムの屈曲試験(1)]
収納バッグを構成する多層フィルムを、23℃、50%RH条件下にてゲルボフレックステスター(リガク社製)において下記条件にて5回屈曲させた。そして、5回屈曲する前と後との、フィルムの酸素透過度(23℃、65%RH条件下)を、JIS K 7126(等圧法)に記載の方法に準じて測定した。
屈曲条件:440℃ ひねり(9.98cm)+直進(6.35cm)
温度:−15℃
[Bending test of multilayer film (1)]
The multilayer film constituting the storage bag was bent 5 times under the following conditions in a gelbo flex tester (manufactured by Rigaku Corporation) at 23 ° C. and 50% RH. And before and after bending 5 times, the oxygen permeability (23 degreeC, 65% RH conditions) of the film was measured according to the method as described in JISK7126 (isobaric method).
Bending condition: 440 ° C. Twist (9.98 cm) + Straight (6.35 cm)
Temperature: -15 ° C

Figure 2016044702
Figure 2016044702

[多層フィルムの屈曲試験(2)]
収納バッグを構成する多層フィルムを、その両端を固定した状態で、手動で50回手もみ屈曲させた。そして、手もみ屈曲する前と後との、フィルムの水素透過度係数(40℃条件下)を、水素圧力0.3MPaの場合と0.7MPaの場合について、測定した。
[Bending test of multilayer film (2)]
The multilayer film constituting the storage bag was manually hand-bent 50 times with both ends fixed. And the hydrogen permeability coefficient (40 degreeC conditions) of the film before and after bending of a hand pad was measured in the case of hydrogen pressure 0.3MPa and 0.7MPa.

Figure 2016044702
Figure 2016044702

上記表2の結果より、比較例1の収納バッグを構成する多層フィルムを用いた比較例1では、「屈曲後」の水素透過度係数が「屈曲前」の水素透過度係数の2倍程度の高い数値を示した。このことから、手もみ程度の比較的低レベルな屈曲試験で、そのアルミ蒸着層に亀裂が入り、さらに、EVOH層だけでは、分子サイズの小さい水素の透過性を抑制できないことが確認された。
本発明の収納バッグを構成する多層フィルムを用いた実施例1においては、「屈曲後」の水素透過度係数が「屈曲前」の水素透過度係数の約1/2程度の低い数値を示した。このことから、手もみ程度の屈曲試験ではフィルムに亀裂が発生しなかったことが確認された。また、水素透過度係数がより低い数値を示した理由は、屈曲前の水素透過度試験において用いた水素ガスにより、多層フィルムにおけるPVA層の水分が低減し、水素ガスバリア性が向上したものと推測される。
From the results of Table 2 above, in Comparative Example 1 using the multilayer film constituting the storage bag of Comparative Example 1, the hydrogen permeability coefficient “after bending” is about twice the hydrogen permeability coefficient “before bending”. A high number was shown. From this, it was confirmed that the aluminum vapor deposition layer was cracked by a relatively low-level bending test such as a hand grip, and that hydrogen permeability with a small molecular size could not be suppressed only by the EVOH layer.
In Example 1 using the multilayer film constituting the storage bag of the present invention, the hydrogen permeability coefficient “after bending” showed a low value of about ½ of the hydrogen permeability coefficient “before bending”. . From this, it was confirmed that no crack occurred in the film in the bending test of hand-tacking. In addition, the reason why the hydrogen permeability coefficient showed a lower value is presumed that the hydrogen gas used in the hydrogen permeability test before bending reduced the water content of the PVA layer in the multilayer film and improved the hydrogen gas barrier properties. Is done.

[収納バッグのガス封入放出耐久試験(1)]
水素ガス収納バッグのガス封入放出繰り返しに耐久できるかどうか試験を行い評価した。かかるガス封入放出耐久試験においては、実験費用削減の事情により、実際に用いる水素ガスのモデルガスとして実際に用いる水素ガスとほぼ同様の低い水分量のガスである窒素ガスを用いた。
40℃の条件下において、収納バッグ内に窒素ガスを100L充填し、その後内容量が10Lとなるまで放出(脱圧)した。かかるガス封入放出操作を400回繰り返した。
[Storage bag gas discharge durability test (1)]
A test was conducted to determine whether or not the hydrogen gas storage bag could be durable for repeated gas injection and discharge. In such a gas-filled discharge endurance test, nitrogen gas, which is a gas having a low moisture content, which is substantially the same as the hydrogen gas actually used as a model gas of the hydrogen gas actually used, was used due to the circumstances of reducing experimental costs.
Under the condition of 40 ° C., the storage bag was filled with 100 L of nitrogen gas, and then released (depressurized) until the internal volume reached 10 L. Such gas filling and releasing operation was repeated 400 times.

<ガス透過度測定>
上記繰り返しガス封入放出操作前後の収納バッグに高純度ヘリウムを100L導入し、40℃にて常圧空気(1atm)に晒した後、バッグ内の空気由来ガス濃度をガスクロマトグラフで測定する。空気由来ガス濃度とバッグ内のヘリウムの体積との積により、バッグ外からバッグ内へ侵入するガス透過度[バッグ外からバッグ内へ侵入する気体(空気由来ガス(窒素、酸素))の総体積を求め、その透過度(cc/m・day・atm)を算出した値]を算出した。
<Gas permeability measurement>
100 L of high-purity helium is introduced into the storage bag before and after the repeated gas filling and releasing operation, and after exposure to atmospheric pressure air (1 atm) at 40 ° C., the air-derived gas concentration in the bag is measured with a gas chromatograph. Permeability of gas entering the bag from the outside of the bag by the product of the air-derived gas concentration and the volume of helium in the bag [the total volume of gas (air-derived gas (nitrogen, oxygen)) entering the bag from the outside of the bag] And the transmittance (cc / m 2 · day · atm) calculated] was calculated.

Figure 2016044702
Figure 2016044702

上記表3の結果より、実施例1の収納バッグは、比較例1の収納バッグよりも、ガス封入放出操作前後の空気由来ガス透過度が小さいことがわかる。また、実施例1の収納バッグは、ガスの充填・脱圧サイクルでガスバリア層の乾燥が進むことから、ガス封入放出操作後のほうがガスバリア性の向上がみられる。比較例1でも、ガス封入放出操作後において、空気由来ガスバリア性の向上がみられるものの、ガス封入放出操作の繰り返しによりバッグが疲労し、バッグフィルムの1層であるアルミ蒸着層に亀裂が入る為、実施例1ほどのガスバリア性の改善効果は得られなかった。
かかる結果から、本発明の収納バッグはガス封入放出操作における屈曲を受けてもガスバリア性が低下せず、むしろかかる操作を重ねるほどガスバリア性が向上することがわかる。
From the results of Table 3 above, it can be seen that the storage bag of Example 1 has a lower air-derived gas permeability before and after the gas-filled discharge operation than the storage bag of Comparative Example 1. Further, in the storage bag of Example 1, the gas barrier layer is dried in the gas filling / depressurization cycle, so that the gas barrier property is improved after the gas filling and releasing operation. Even in Comparative Example 1, although the improvement of the air-derived gas barrier property is observed after the gas filling / releasing operation, the bag is fatigued by repeating the gas filling / releasing operation, and the aluminum vapor deposition layer, which is one layer of the bag film, cracks. The gas barrier property improving effect as in Example 1 was not obtained.
From these results, it can be seen that the gas barrier property of the storage bag of the present invention does not decrease even when subjected to bending in the gas filling and releasing operation, but rather the gas barrier property improves as the operation is repeated.

[収納バッグのガス封入放出耐久試験(2)]
ガス封入放出操作を、−15℃条件下、100回繰り返した。それ以外は、上記「収納バッグのガス封入放出耐久試験(1)」と同様にして、空気由来ガス透過度を測定した。
[Storage bag gas discharge durability test (2)]
The gas-sealed release operation was repeated 100 times under the condition of −15 ° C. Other than that, the air-derived gas permeability was measured in the same manner as in the above-mentioned “Gas enclosure discharge durability test for storage bag (1)”.

Figure 2016044702
Figure 2016044702

上記表4の結果より、実施例1の収納バッグは、比較例1の収納バッグよりもガス封入放出操作前後の空気由来ガスの透過度が小さいことがわかる。そして、そのガスバリア効果は、先の表3の結果よりも顕著に表れていることがわかる。すなわち、低温(−15℃)により、ガスバリア層の乾燥がより進むため、ガスバリア性の向上がなされたと考えられる。なお、比較例1では、−15℃下でアルミ蒸着層に亀裂が入る為、実施例1ほどのガスバリア性の改善効果は得られなかった。   From the results of Table 4 above, it can be seen that the storage bag of Example 1 has a lower permeability of the air-derived gas before and after the gas filling and discharging operation than the storage bag of Comparative Example 1. And it turns out that the gas barrier effect appears more remarkably than the result of previous Table 3. That is, it is considered that the gas barrier property was improved because the drying of the gas barrier layer further progressed at a low temperature (−15 ° C.). In Comparative Example 1, since the aluminum vapor deposition layer was cracked at −15 ° C., the effect of improving the gas barrier property as in Example 1 was not obtained.

以上の結果より、中間層としてアルミ蒸着EVOHフィルムを使用した比較例1においては、酸素分子よりも分子サイズが小さい水素に対しては、初期のガス透過度は良好であるが屈曲試験後のガス透過度は本来のEVOHの非晶部の自由体積空孔サイズ(0.461nm)に対応したガスバリア性レベルまで低下していることが判る。
一方、中間層としてPVAフィルムを用いた実施例1においては、屈曲試験後の水素透過度の上昇は少ないことが判る。
From the above results, in Comparative Example 1 using an aluminum vapor-deposited EVOH film as the intermediate layer, the initial gas permeability is good for hydrogen having a molecular size smaller than that of oxygen molecules, but the gas after the bending test. It can be seen that the permeability is lowered to a gas barrier property level corresponding to the free volume pore size (0.461 nm) of the original amorphous part of EVOH.
On the other hand, in Example 1 using a PVA film as the intermediate layer, it can be seen that there is little increase in hydrogen permeability after the bending test.

従って、実施例1の収納バッグは、その収納バッグ中への空気由来ガスの侵入を抑制でき、空気由来ガスの混入量が0.1%以上になる状態を長期間抑制できるので水素貯蔵時の安全性や燃料電池用水素として再利用する場合の品質維持につながる。この効果は使用経過によって大きく低下することもなく、一方、水素ガスの漏洩もなく、実用的であることが理解できる。   Therefore, the storage bag of Example 1 can suppress the intrusion of air-derived gas into the storage bag, and can suppress the state in which the amount of air-derived gas mixed is 0.1% or more for a long period of time. This leads to safety and quality maintenance when reused as fuel cell hydrogen. It can be understood that this effect is practical without any significant decrease in the course of use, and without leakage of hydrogen gas.

本発明の水素ガス収納バッグは、軽量で、水素ガスの収納性に優れ、操作性にも優れており、水素ステーションに使用されるものの他、車載用燃料電池システム、液化水素貯槽におけるロス水素回収等に使用される水素ガス収納バッグとしても、好ましく用いることができる。また、本発明の水素ガス供給・回収システムは、燃料電池自動車(FCV)用に適したものであるが、他の水素ガス供給用途に用いることも可能である。   The hydrogen gas storage bag of the present invention is lightweight, excellent in storing hydrogen gas, and excellent in operability, and is used in a hydrogen station, as well as in-vehicle fuel cell system, loss hydrogen recovery in a liquefied hydrogen storage tank It can preferably be used also as a hydrogen gas storage bag used for the like. The hydrogen gas supply / recovery system of the present invention is suitable for a fuel cell vehicle (FCV), but can be used for other hydrogen gas supply applications.

1 収納バッグ
2 高圧水素貯蔵タンク
3 ガス供給配管
4 供給バルブ
5 水素ガス充填ノズル
6 ガスパージ配管
7 放出バルブ
8 水素ガス注入部
9 燃料電池自動車
10 水素ガス充填装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage bag 2 High pressure hydrogen storage tank 3 Gas supply piping 4 Supply valve 5 Hydrogen gas filling nozzle 6 Gas purge piping 7 Release valve 8 Hydrogen gas injection part 9 Fuel cell vehicle 10 Hydrogen gas filling device

Claims (6)

少なくともポリビニルアルコール系樹脂層を備えたフィルムからなる水素ガス収納バッグであって、上記フィルムの5回屈曲後のゲルボフレックステスターにおける酸素透過度が0.03cc/m・day・atm以下であり、かつ、上記収納バッグの、1atmの空気に晒された場合の空気由来ガスの透過度が2cc/m・day・atm以下であることを特徴とする水素ガス収納バッグ。 A hydrogen gas storage bag comprising a film having at least a polyvinyl alcohol-based resin layer, wherein the oxygen permeability in a gelbo flex tester after bending the film five times is 0.03 cc / m 2 · day · atm or less. A hydrogen gas storage bag, wherein the storage bag has a permeability of air-derived gas of 2 cc / m 2 · day · atm or less when exposed to 1 atm of air. 上記収納バッグを構成するフィルムが、三層以上からなる多層フィルムである請求項1記載の水素ガス収納バッグ。   2. The hydrogen gas storage bag according to claim 1, wherein the film constituting the storage bag is a multilayer film composed of three or more layers. 上記収納バッグを構成する多層フィルムの中間層に、ポリビニルアルコール系樹脂の延伸フィルムからなるポリビニルアルコール系樹脂層を有する請求項2記載の水素ガス収納バッグ。   The hydrogen gas storage bag according to claim 2, wherein the intermediate layer of the multilayer film constituting the storage bag has a polyvinyl alcohol resin layer made of a stretched film of polyvinyl alcohol resin. 上記ポリビニルアルコール系樹脂層が、二軸延伸フィルムからなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の水素ガス収納バッグ。   The hydrogen gas storage bag according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyvinyl alcohol-based resin layer is made of a biaxially stretched film. 上記収納バッグを構成するフィルムが、収納バッグの内側から、ポリエチレン層,ポリビニルアルコール系樹脂層,熱可塑性ポリウレタンエラストマー層,ポリエチレン層の順で層構成されてなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の水素ガス収納バッグ。   The film which comprises the said storage bag is laminated | stacked in order of a polyethylene layer, a polyvinyl alcohol-type resin layer, a thermoplastic polyurethane elastomer layer, and a polyethylene layer from the inner side of a storage bag, Any one of Claims 1-4. The hydrogen gas storage bag according to item. 高圧水素貯蔵タンクに、供給バルブ、ガス供給配管、水素ガス充填ノズルが、この順で接続され、かつ、上記ガス供給配管の配管経路を分岐するようガスパージ配管が接続されており、さらに上記ガスパージ配管の途中には放出バルブが設けられて、構成された、水素ガス充填装置において、
上記水素ガス充填ノズルは、水素車両の水素ガス受容部に装着され、上記ガスパージ配管の先端は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の水素ガス収納バッグに接続され、
上記供給バルブを開いた態様で、高圧水素貯蔵タンク内の水素が、水素車両に搭載された水素タンクに充填され、充填完了の段階で、上記供給バルブの閉鎖と上記放出バルブの開放により、配管内の残留水素ガスが上記収納バッグ内に回収されることを特徴とする、水素車両用水素ガス供給・回収システム。
A supply valve, a gas supply pipe, and a hydrogen gas filling nozzle are connected to the high-pressure hydrogen storage tank in this order, and a gas purge pipe is connected to branch the piping path of the gas supply pipe. In the hydrogen gas filling device constructed and provided with a discharge valve in the middle of
The hydrogen gas filling nozzle is attached to a hydrogen gas receiving portion of a hydrogen vehicle, and a tip of the gas purge pipe is connected to the hydrogen gas storage bag according to any one of claims 1 to 5,
With the supply valve opened, the hydrogen in the high-pressure hydrogen storage tank is filled into the hydrogen tank mounted on the hydrogen vehicle, and when the filling is completed, the supply valve is closed and the discharge valve is opened. A hydrogen gas supply / recovery system for a hydrogen vehicle, wherein the residual hydrogen gas is recovered in the storage bag.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107477355A (en) * 2017-09-21 2017-12-15 成都华气厚普机电设备股份有限公司 One kind is with remaining hydrogen diffusion function hydrogenation plant and its control method
CN108843969A (en) * 2018-08-17 2018-11-20 熊绪军 A kind of alcohol radical liquid fuel bottle placer
CN110435585A (en) * 2019-08-02 2019-11-12 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 A kind of hydrogen energy automobile steering wheel and air-bag module
CN112824740A (en) * 2019-11-20 2021-05-21 刘振国 Inner container of hydrogen storage tank and preparation method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107477355A (en) * 2017-09-21 2017-12-15 成都华气厚普机电设备股份有限公司 One kind is with remaining hydrogen diffusion function hydrogenation plant and its control method
CN107477355B (en) * 2017-09-21 2023-09-19 厚普清洁能源(集团)股份有限公司 Hydrogenation device with residual hydrogen diffusing function and control method thereof
CN108843969A (en) * 2018-08-17 2018-11-20 熊绪军 A kind of alcohol radical liquid fuel bottle placer
CN108843969B (en) * 2018-08-17 2024-04-19 熊绪军 Alcohol-based liquid fuel filling machine
CN110435585A (en) * 2019-08-02 2019-11-12 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 A kind of hydrogen energy automobile steering wheel and air-bag module
CN112824740A (en) * 2019-11-20 2021-05-21 刘振国 Inner container of hydrogen storage tank and preparation method thereof

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