【手続補正書】
【提出日】令和1年10月18日(2019.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも熱伝導性材料と水素貯蔵材料と弾性材料とを攪拌し、均一に混合して水素貯蔵組成物とする、水素貯蔵組成物の製造の方法。
【請求項２】
熱伝導性材料を弾性材料と混合し、前処理用真空抽出プロセスを行ってから水素貯蔵材料を加え、均一に混合して水素貯蔵組成物とする、水素貯蔵組成物の前処理を含む製造の方法。
【請求項３】
前記熱伝導性材料と前記水素貯蔵材料と前記弾性材料との合計１００重量部の前記水素貯蔵組成物は、１〜１５重量部の前記熱伝導性材料と１〜３５重量部の前記弾性材料とを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記熱伝導性材料と前記水素貯蔵材料との合計１００重量部の前記水素貯蔵組成物は、１〜３０重量部の前記熱伝導性材料を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記熱伝導性材料は、銅、チタン、亜鉛、鉄、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、アルミニウムの各材料のいずれか１つからなる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
前記熱伝導性材料は、各前記材料のいずれか１つからなる、合金線と、繊維と、針状の構造とで構成される一群の熱伝導性材料から選ばれる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記熱伝導性材料の熱伝導率が９０〜５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の間である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
前記弾性材料は、ゴム、エラストマー、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）の各材料のいずれか１つからなり、前記水素貯蔵材料が水素を吸蔵・放出する際に生じる前記水素貯蔵組成物の体積膨張と収縮による変形を抑制する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項９】
前記弾性材料は、前記水素貯蔵材料の変形率以上の変形率を有する材料であり、前記水素貯蔵材料が水素を吸蔵・放出する際に生じる体積膨張と収縮による前記水素貯蔵組成物の変形を抑制する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１０】
前記弾性材料は粒子状であり、またポリウレタン（ＰＵ）、ポリビニールクロライド（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の各材料のいずれか1つからなる、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱伝導性材料を弾性材料と混合し、前処理用真空抽出プロセスを行ってから水素貯蔵材料を加え、均一に混合する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記前処理用真空抽出プロセスでは、前記熱伝導性材料と前記弾性材料とを混合して前処理容器に入れ、前記前処理容器を密封した後、温度６０℃以上の恒温槽に入れ、真空ポンプで真空抽出して前記前処理容器を真空状態とする、請求項２又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記水素貯蔵組成物とタンクとからなる水素貯蔵容器への水素導入プロセスにおいて、前記タンクを温度５〜２０℃の前記水素供給システムに入れ、前記タンクに純水素を１時間以上充填する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも熱伝導性材料と水素貯蔵材料と弾性材料とを含む水素貯蔵組成物と、タンクとからなる水素貯蔵容器の製造方法であって、
熱伝導性材料と弾性材料とを混合して前処理容器に入れ、前記前処理容器を密封した後に温度６０℃以上の恒温槽に入れ、真空ポンプで真空抽出して前記前処理容器を真空状態とする前処理用真空抽出プロセスを含み、前記水素貯蔵組成物を前記タンクに充填する工程（ａ）と、
前記タンクに対して真空抽出プロセスを行い、完了後、前記タンクの水素導入前の重量を記録する工程（ｂ）と、
前記タンクに対して活性化水素導入プロセスを行い、完了後、前記タンクの水素導入後の重量を記録する工程（ｃ）と、
前記タンクの水素導入前と水素導入後の重量を比較することで水素貯蔵量を得、前記水素貯蔵量が基準値に達しているか否かを判断する工程（ｄ）とを含み、
前記工程（ｄ）において、前記水素貯蔵量が基準値以上の場合、前記水素貯蔵容器の製造を終了し、前記水素貯蔵量が基準値未満の場合、前記工程（ｂ）、前記工程（ｃ）及び前記工程（ｄ）の工程を繰り返す、水素貯蔵容器の製造方法。
【請求項１５】
前記工程（ａ）において、前記熱伝導性材料と前記水素貯蔵材料と前記弾性材料との合計１００重量部の前記水素貯蔵組成物は、１〜１５重量部の熱伝導性材料と１〜３５重量部の弾性材料とを含む、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（ａ）は、前記熱伝導性材料と前記弾性材料とを混合し、前記前処理用真空抽出プロセスを行ってから、前記水素貯蔵材料を投入し混合して前記水素貯蔵組成物とする前処理プロセス工程（ａ１）をさらに含む、請求項１４又は１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記熱伝導性材料は、銅、チタン、亜鉛、鉄、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、アルミニウムの各材料のいずれか１つからなる、合金線と、繊維と、針状の構造とで構成される一群の熱伝導性材料から選ばれ、
前記弾性材料は、ゴム、エラストマー、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）の各材料のいずれか１つからなる弾性材料である、請求項１４又は１５に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）における前記真空抽出プロセスでは、前記タンクを密封後に温度６０℃以上の恒温槽に入れて真空ポンプで真空抽出し、前記タンクを真空状態にし、
前記弾性材料は、前記水素貯蔵材料の変形率以上の変形率を有する材料である、請求項１４又は１５に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記工程（ｃ）における前記活性化水素導入プロセスでは、前記タンクを温度５〜２０℃の水素供給システムに入れ、純水素を前記タンクに１時間以上充填し、
前記水素貯蔵材料の熱伝導率を向上させるため、熱伝導率が９０〜５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の間である前記熱伝導性材料が用いられ、
前記弾性材料は粒子状であり、またポリウレタン（ＰＵ）、ポリビニールクロライド（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の各材料のいずれか１つからなる、請求項１４又は１５に記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
したがって、水素貯蔵組成物及びその水素貯蔵容器の製造方法を開発して、タンク内の水素貯蔵材料の水素ガスの吸収−放出に伴う変形量を軽減し、更に内部の水素貯蔵材料の膨張収縮からの応力によるタンクの変形を抑制し、タンク内部の水素貯蔵組成物の熱伝導性を良くし、耐久性を向上させ、水素貯蔵容器の製造プロセスを簡素化し、製造コストを低減することは、当業界で解決が切望されている課題である。なお、特許文献１には他の従来技術が開示されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の主な目的は、水素貯蔵材料が水素ガスの吸収−放出に伴って、タンクの内部の水素貯蔵材料の膨張収縮からの応力を抑制でき、タンクの耐久性を向上させる、水素貯蔵組成物を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、水素貯蔵容器を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、本発明の水素貯蔵組成物を利用して水素貯蔵容器を製造することで、製造プロセスを簡素化するとともに、人員と材料を節約して、製造コストを低減する、水素貯蔵容器の製造方法を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明は、各種のタンクに適用できる、少なくとも熱伝導性材料と水素貯蔵材料と弾性材料とを含む水素貯蔵組成物を提供する。
上記水素貯蔵組成物において、熱伝導性材料と水素貯蔵材料と弾性材料の合計１００重量部に対して、水素貯蔵組成物は、１〜１５重量部の熱伝導性材料、１〜３５重量部の弾性材料を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記水素貯蔵組成物において、弾性材料はポリウレタン（ＰＵ）、ゴム、エラストマー、ポリビニールクロライド（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）から選択される。
弾性材料は、水素貯蔵材料の変形率以上の変形率を有する材料である。
上述の目的を達成するために、本発明は、更に、上記水素貯蔵組成物とタンクとで構成される水素貯蔵容器を提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上述の目的を達成するために、本発明は、更に、下記の工程を含む水素貯蔵容器の製造方法を提供する。
（ａ）熱伝導性材料と弾性材料とを混合して前処理容器に入れ、前処理容器を密封した後に温度６０℃以上の恒温槽に入れ、真空ポンプで真空抽出して前処理容器を真空状態とする前処理用真空抽出プロセスを含み、水素貯蔵組成物をタンクに充填する工程、
（ｂ）タンクに対し真空抽出プロセスを行い、完了後、タンクの水素導入前の重量を記録する工程、
（ｃ）タンクに対し活性化水素導入プロセスを行い、完了後、タンクの水素導入後の重量を記録する工程、
（ｄ）タンクの水素導入前と水素導入後の重量を比較することで水素貯蔵量を得、この水素貯蔵量が基準値に達しているか否かを判断する。
（ｅ）においてはさらに、水素貯蔵量が基準値以上の場合、水素貯蔵容器の製造を終了し、水素貯蔵量が基準値未満の場合、上記真空抽出、活性化水素導入及び比較・判断などの工程を繰り返す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記水素貯蔵容器の製造方法において、水素貯蔵組成物は、熱伝導性材料と水素貯蔵材料と弾性材料とを含む。
上記水素貯蔵容器の製造方法において、熱伝導性材料と水素貯蔵材料と弾性材料の合計１００重量部の水素貯蔵組成物は、１〜１５重量部の熱伝導性材料、１〜３５重量部の弾性材料を含む。
上記水素貯蔵容器の製造方法において、工程（ａ）は、更に、水素貯蔵組成物に対し以下の前処理プロセスを行う。前処理プロセスは、熱伝導性材料と弾性材料とを混合し、前処理真空抽出プロセスを行ってから、水素貯蔵材料を投入し混合して水素貯蔵組成物とする前処理プロセス工程（ａ１）を含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記水素貯蔵容器の製造方法において、前処理プロセス工程（ａ１）における前処理用真空抽出プロセスは、熱伝導性材料と弾性材料を前処理容器に入れてから、前処理容器を密封後に温度が６０℃以上の恒温槽（例えば、ヒートシンク）に入れて、真空ポンプで真空抽出し、前処理容器を真空状態にする。
上記水素貯蔵容器の製造方法において、工程（ｂ）における真空抽出プロセスは、タンクを密封後に温度が６０℃以上の恒温槽（例えば、ヒートシンク）に入れて、真空ポンプで真空抽出し、タンクを真空状態にする。
上記水素貯蔵容器の製造方法において、工程（ｃ）における活性化水素導入プロセスは、タンクを温度が５〜２０℃の冷水循環水素供給システムに入れて、純水素をタンクに１時間以上導入する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、アルミニウムなどのこれらの熱伝導性を有する材料からなる合金線、繊維、針状の構造又は粉末状材料などによって構成された群から選択され、或いは、水素貯蔵材料の熱伝導率を向上させるための熱伝導率が９０〜５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の間である熱伝導性材料を含んでも良いが、これらに限定されない。これらの熱伝導性を有する合金線、繊維、針状又は粉末状の構造によって、熱伝導性材料の表面積を効果的に向上させることができ、水素貯蔵材料の熱伝導効率向上に使用できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上述のように水素貯蔵材料は様々であるが、水素の吸蔵と放出による変形度合いはそれぞれ異なる。たとえば、本実施例では水素貯蔵材料の体積変形率は１から３０％であるが、これに限定されるものではない。
また、弾性材料は、ポリウレタン（ＰＵ）、ゴム、エラストマー、ポリビニールクロライド（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）から選択されるが、これらに限定されるものではない。
好ましくは、弾性材料は、水素貯蔵材料の体積膨張・収縮率による変形率よりも、より大きい、または等しい変形率を有する材料である。
本実施例では、好適な弾性材料はポリウレタン（ＰＵ）であり、主に水素貯蔵材料が水素を吸蔵・放出する際に生じる体積の膨張・収縮に伴う応力を緩和しタンクの変形を抑制するためのものである。
なお、本実施例において、さらに好適な弾性材料は粒子状のポリウレタン粒子（ＰＵ粒子）であるが、これに限定されない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図１を参照する。図１は本発明の好適な実施例の水素貯蔵組成物の製造と前処理プロセスのフローチャート図である。工程Ｓ１１に示すように、まず、熱伝導性材料及び弾性材料を混合し前処理容器（図示せず）に入れてから、前処理容器を密封して、気密状態にする。次いで、工程Ｓ１２に示すように、前処理容器内の熱伝導性材料と弾性材料に対して前処理用真空抽出プロセスを行う。本実施例において、前処理用真空抽出プロセスは、熱伝導性材料と弾性材料の混合物を収納した前処理容器を恒温水槽に入れて加熱し、真空ポンプ（図示せず）を起動させて前処理容器を真空抽出する。例を挙げると、この恒温水槽は、６０℃以上の恒温槽（例えば、ヒートシンク）を含むが、これらに限定されず、また、この真空ポンプは、この前処理容器を真空状態にするように、少なくとも１時間以上の真空抽出作業を行うが、これらの条件は実情に応じて任意に変更でき、これに限定されない。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
更に、工程Ｓ２２に示すように、タンク３０に対し真空抽出プロセスを行い、真空抽出後の重量、即ち、タンク３０の水素導入前の重量を記録する。本実施例において、真空抽出プロセスは、タンク３０を密封して気密状態にし、次いで、気密のタンク３０を温度が少なくとも６０℃以上の恒温槽（例えば、ヒートシンク）に入れて加熱し、真空ポンプを起動させて真空の状態にするが、これらの条件は実情に応じて任意に変更でき、これに限定されない。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
水素貯蔵組成物の前処理の実例
配合Ａでは、まず、５０ｇの熱伝導性材料及び７０ｇの弾性材料を前処理容器に入れて混合し、次いで、前処理容器を気密状態に調整してから、気密後の前処理容器を温度が少なくとも６０℃以上の恒温槽（例えば、ヒートシンク）に入れて加熱し、真空ポンプを起動させて、少なくとも１時間真空抽出して、この前処理容器を真空の状態にした。そして、熱伝導性材料と弾性材料を撹拌装置に仕込み、更に３０００ｇの水素貯蔵材料を撹拌装置に投入し、この装置を起動させて少なくとも５分撹拌し、均一に混合して、水素貯蔵組成物の前処理プロセスを完了した。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
水素貯蔵容器の製造、活性化の実例
測定容器の規格：アルミニウム合金製の円柱形タンク（長さ２９７ｍｍ、直径７６．２ｍｍ、肉厚２．０ｍｍ、設計圧力３．２ＭＰａ）で測定する。
配合Ａでは、前処理を経た後の配合Ａを、活性化せず少なくとも一つのガス導入モジュール（例えば、通孔を有する又は通気可能なガス導入管）が配置された閉鎖タンク３に充填した。更に、気密のタンク３０を温度が少なくとも６０℃の恒温槽（例えば、ヒートシンク）に入れて加熱し、真空ポンプを起動させて真空抽出プロセスを行い、完了後に取り外して、この時の重量、即ち、タンク３０の水素導入前の重量を記録した。そして、タンク３０に対し活性化水素導入プロセスを行い、具体的には、タンク３０を５〜２０℃の冷水循環の水素供給システムに入れて、圧力が１ＭＰａの純水素をタンク３０に少なくとも１時間導入して、活性化水素導入プロセスを完了し、この時の重量、即ち、タンク３０の水素導入後の重量を記録した。