DE112010002355T5

DE112010002355T5 - Kraftstofftank oder Einfüllrohr fur diesen Tank

Info

Publication number: DE112010002355T5
Application number: DE112010002355T
Authority: DE
Inventors: Bjorn Criel; Philippe Martin
Original assignee: Inergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2012-08-09
Also published as: US20120074028A1; WO2010142593A1; CN104943304A; CN102458798A

Abstract

Kraftstofftank oder Einfüllrohr für diesen Tank, umfassend eine mehrschichtige Wand, aufgebaut aus mindestens einer Schicht auf Basis einer verstärkten thermoplastischen Zusammensetzung und einer inneren Schicht, die so ausgelegt ist, dass sie mit dem Kraftstoff in Kontakt ist, auf Basis einer nicht verstärkten thermoplastischen Zusammensetzung. Verwendung eines solchen Tanks/Einfüllrohrs in einem Fahrzeug mit Hybridmotor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstofftank oder ein Einfüllrohr und auch deren Verwendung als Tank/Rohr in einem Fahrzeug mit Hybridmotor.
Hybridmotor bezieht sich allgemein auf die Kombination eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors.
Es gibt ein allgemeines Funktionsprinzip für Hybridmotoren, das im Betrieb entweder des Elektromotors oder des Verbrennungsmotors oder gleichzeitig von beiden, in Abhängigkeit von dem Modell, besteht.
Eines der besonderen Prinzipien lautet wie folgt:

– während Ruhephasen (wenn das Fahrzeug ruht) stehen beide Motoren still;
– beim Anlassen setzt der Elektromotor das Fahrzeug bis auf höhere Geschwindigkeiten (25 oder 30 km/h) in Bewegung;
– wenn eine höhere Geschwindigkeit erreicht ist, übernimmt der Verbrennungsmotor;
– im Falle einer schnellen Beschleunigung arbeiten beide Motoren gleichzeitig, was Beschleunigungen, die dem Motor mit der gleichen Leistung entsprechen, oder sogar größere Beschleunigungen ermöglicht;
– in der Verlangsamungs- und Bremsphase wird kinetische Energie genutzt, um die Batterien wiederaufzuladen (es sollte darauf hingewiesen werden, dass diese Funktionalität nicht in allen Hybridmotoren verfügbar ist, die derzeit kommerziell verfügbar sind).

Aus diesem Prinzip ergibt sich, dass der Verbrennungsmotor nicht ständig läuft und dass folglich die Entleerungs- bzw. Spülphasen des Kanisters (Aktivkohlefilter, der verhindert, dass Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre abgegeben werden) nicht normal ausgeführt werden können, da während dieser Entleerungsphasen Luft, die optional vorgewärmt ist, durch den Kanister zirkulieren gelassen wird, um sie zu regenerieren (d. h. um die Kraftstoffdämpfe zu desorbieren, die darin adsorbiert sind), wobei diese Luft dann in den Motor eingelassen wird, um dort verbrannt zu werden. Darüber hinaus wurden Hybridfahrzeuge entwickelt, um den Kraftstoffverbrauch und Emissionen von Abgasen zu reduzieren, was das Motormanagement zum Verbrennen der aus dem Kanister kommenden Kraftstoffdämpfe komplexer oder gar unmöglich macht, ohne die Motorleistung zu verschlechtern.
Aus diesem Grund werden die Kraftstofftanks dieser Motoren allgemein unter Druck gesetzt (typischerweise auf einen Druck von ungefähr 300–400 mbar), um die Befüllung des Kanisters zu begrenzen, was allgemein durch ein Funktionselement durchgeführt wird, das hinter den Belüftungsventilen angeordnet ist, das als ein FTIV (Kraftstofftank-Isolationsventil) bekannt ist. Dieses Element umfasst ein Sicherheitsventil (kalibriert auf den maximalen Betriebsdruck des Tanks) und eine elektrische Steuerung, um in der Lage zu sein, den Tank vor dem Befüllen auf Atmosphärendruck zu bringen. Als eine Folge davon müssen diese Tanks im Vergleich zu den Kraftstofftanks von herkömmlichen Verbrennungsmotoren eine verbesserte mechanische Festigkeit, insbesondere im Fall von Kunststofftanks, haben.
Die derzeit auf dem Markt befindliche Lösung besteht aus einem Metalltank von beträchtlicher Dicke, was das Gewicht des Tanks erheblich erhöht und somit den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen erhöht.
Andere bekannte Lösungen des vorgenannten Druckproblems können in einer Erhöhung der Wanddicke von Kunststofftanks und/oder der Verwendung von Innenverstärkungen (Stäbe, Zwischenwände etc.), welche die zwei Wände miteinander verbinden, bestehen, allerdings beeinflussen diese Lösungen allgemein nachteilig das Gewicht, verringern das Nutzvolumen des Tanks und erhöhen die Kosten des Tanks. Eine andere Lösung kann darin bestehen, den Tank mit Befestigungsnieten bzw. -bolzen (oder Kiss- bzw. Kusspunkten, d. h. lokalen Schweißstellen der unteren Wand und der oberen Wand) zu versehen, jedoch führt diese Lösung zu einer Verringerung des Nutzvolumens des Tanks.
Eine weitere Lösung ist die im US-Patent 5 020 687 beschriebene, die im Anbringen eines Verstärkungsgewebes an der Außenwand des Tanks besteht, wobei diese Anbringung durch Umspritzen des Gewebes während der Fertigung des Tanks durch Extrusionsblasformen erfolgt, wobei das Gewebe in die Form vor der Einführung des Rohlings eingeführt wird, welcher nach dem Blasformen den Tank ergibt.
Allerdings hat diese Lösung mehrere Nachteile:

– das Gewebe übt in der Tat nur eine lokale Verstärkung an der Stelle aus, wo es angebracht wird;
– langfristig kann die Diffusion von Kraftstoffdämpfen durch die Tankwand zu Problemen des Anschwellens oder gar zum Verlust der Anhaftung des Gewebes an der Tankwand und somit einer Verminderung der Verstärkungswirkung führen;
– aufgrund der angewandten Technik gibt es Einschränkungen bezüglich der Gewebedicke und/oder der Formgeometrie;
– und letztendlich: ein derartiger Verstärkungstyp ist relativ teuer.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Kraftstofftank oder ein Einfüllrohr für diesen Tank, welcher/welches eine gute mechanische Langzeitfestigkeit besitzt, ohne mit den vorgenannten Nachteilen behaftet zu sein.
Dieser basiert auf der Idee der Verwendung einer verstärkten Kunststoffzusammensetzung, d. h. eines Kunststoffs, bei dem eine Verstärkung (insbesondere eine Faserverstärkung) dispergiert/vermischt wurde (zum Beispiel im geschmolzenen Zustand des Kunststoffs, unter Verwendung eines Extruders), was an sich bekannt ist, aber nicht unter Verwendung einer solchen Zusammensetzung in der inneren Schicht eines mehrschichtigen Tanks (d. h. derjenigen, die sich mit dem Kraftstoff in Kontakt befindet), sondern nur in der äußeren Schicht und/oder gegebenenfalls in einer Zwischenschicht. Der Anmelder stellte in der Tat fest, dass dann, wenn die innere Schicht des Tanks eine Verstärkung umfasst (insbesondere, wenn sie Fasern umfasst), die Stoßfestigkeit des Tanks deutlich verringert war, in dem Maße, dass diese nicht mehr die Standards der Kraftfahrzeughersteller erfüllen. Andererseits ist unter der Bedingung, dass eine nichtverstärkte innere Schicht vorgesehen ist, die eine ausreichende Dicke besitzt (deren Wert von der Zusammensetzung der Schicht abhängt, die aber allgemein mindestens 20%, oder 30% oder gar 40% relative Dicke beträgt), eine solche Verringerung nicht mehr festzustellen, und was noch besser ist: in bestimmten Fällen wird sogar eine wesentliche Verbesserung festgestellt.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher einen Kraftstofftank oder ein(en) Einfüllstutzen bzw. -rohr für diesen Tank, welcher/welches eine mehrschichtige Wand umfasst, welche mindestens aus einer Schicht auf Basis einer verstärkten thermoplastischen Zusammensetzung und aus einer inneren Schicht besteht, die mit dem Kraftstoff in Kontakt sein soll, basierend auf einer nichtverstärkten thermoplastischen Zusammensetzung.
Der Kraftstoff, für den der/das Tank/Rohr gemäß der Erfindung bestimmt ist, kann Benzin, Diesel, ein Biokraftstoff etc. sein und kann einen Alkoholgehalt von 0 bis 100% haben.
Der Ausdruck ”Tank oder Rohr” soll jeden Tank oder jedes Rohr bedeuten, die durch Formen oder durch Coextrusion von mindestens der zwei vorgenannten Schichten erhalten werden.
Ein Formungsbetrieb bzw. -vorgang, welcher für die Fertigung eines Tanks oder eines Rohrs von begrenzter Länge in Übereinstimmung mit der Erfindung angewandt werden kann, kann beliebiger Art sein, solange er die Verwendung einer Form einschließt, welche die Gestalt des Tanks oder des Rohrs bestimmt. Dieser Formungsbetrieb kann zum Beispiel ausgehend von einer Vorform oder direkt durch Einführen des gelierten Thermoplasten in die Form durchgeführt werden.
Der Formungsbetrieb kann auch insbesondere an einen Blasformbetrieb angekoppelt sein. An diesen kann sich auch ein nachfolgender Montierungsschritt anschließen, besonders durch Schweißen. Wenn der Formungsbetrieb ausgehend von einer Vorform durchgeführt wird, kann diese Vorform insbesondere durch Coextrusion oder Coinjektion erhalten werden.
Sehr gute Resultate wurden mit Hilfe des Formens durch Coextrusionsblasformen, Formen durch Coinjektions-Schweißen oder ansonsten Formen durch Warmformen erhalten. Vorzugsweise wird der mehrschichtige Tank oder das mehrschichtige Rohr durch Coextrusionsblasformen hergestellt. Im letzteren Fall ist es möglich, eine kontinuierliche Extrusionstechnik oder ansonsten eine akkumulierende Extrusionstechnik oder eine sequenzielle Extrusionstechnik anzuwenden, alles Techniken, die Fachleuten auf dem Gebiet wohlbekannt sind. Der Begriff ”thermoplastisch” soll jedes thermoplastische Polymer bedeuten, einschließlich thermoplastische Elastomere und auch Mischungen davon. Der Begriff ”Polymer” soll sowohl Homopolymere als auch Copolymere (besonders binäre oder ternäre Copolymere), zum Beispiel statistische Copolymere, lineare Blockcopolymere, andere Blockcopolymere und Pfropfcopolymere etc. bedeuten.
Der Kunststoff der inneren Schicht und derjenige der verstärkten Schicht können (und sind vorzugsweise) von der gleichen Art sein. Im Falle von Kraftstofftanks ist dies allgemein ein Polyolefin. Der Begriff ”Polyolefin” soll jedes Olefinhomopolymer, jedes Copolymer, das mindestens zwei verschiedene Olefine enthält, und jedes Copolymer, das mindestens 50 Gew.-% an Einheiten, die von Olefinen abgeleitet sind, bedeuten. Mehrere Polyolefine können ebenfalls in der Mischung verwendet werden. Insbesondere kann die Mischung einen bestimmten Anteil an recyceltem Polyolefin zusätzlich zu dem unvermischten bzw. jungfräulichen Polyolefin, oder ansonsten einen bestimmten Anteil einer Mischung an recycelten Harzen umfassen, die (i) aus dem Zermahlen von Abfall, der in verschiedenen Stufen der Fertigung des mehrschichtigen Tanks oder Rohrs erhalten wird, und/oder (ii) aus dem Recyceln und der Behandlung von ausgedienten Kraftstofftanks stammen. Die Mischung kann auch ein Polyolefin pflanzlichen Ursprungs oder von einer anderen erneuerbaren Quelle (Biomaterialien) umfassen.
Vorzugsweise ist das Polyolefin ein Polyethylen. Sehr gute Resultate sind mit hochdichtem Polyethylen (HDPE) erzielt worden.
Die Kunststoffzusammensetzungen können übliche Additive, wie einen (oder mehrere) Stabilisator(en), Gleitmittel, Pigment(e) und andere ”Füllstoffe” umfassen, allerdings vorausgesetzt, dass das/die Additiv(e) der inneren Schicht keine verstärkende Wirkung haben und/oder in einer Menge vorhanden sind, so dass sie keine signifikante Auswirkung auf deren mechanische Eigenschaften haben.
Der Begriff ”verstärkt” soll im Kontext der vorliegenden Erfindung eine (Mischung von) Verstärkung(en) im verteilten bzw. dispergierten Zustand (d. h. in der Form von ”freien” Teilchen, gemischt mit dem Kunststoff, bedeuten, im Gegensatz zu gewebten oder verschlungenen Teilchen (Fasern), wie in einem Gewebe oder einer Matte), und zwar in einer Menge, so dass sie einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung besitzt. In dieser Stufe sollte eine Unterscheidung getroffen werden zwischen (i) mikroskopischen Füllstoffen/Verstärkungen, für welche ein signifikanter Einfluss auf die Eigenschaften mit hohen Befüllungsgraden (typischerweise höher als 10%) erreicht wird, und (ii) Nanofüllstoffen, für welche große Abweichungen bezüglich der Eigenschaften mit nur wenigen an Verstärkungen erhalten werden.
Allgemein sind dies Faserverstärkungen (Kohlenstofffasern, natürliche Fasern, Glasfasern etc.), Kügelchen (zum Beispiel Glaskügelchen, allgemein hohle Kügelchen) oder Plättchen (zum Beispiel Talk, Tone, Montmorillonit, Vermiculit, expandierter Graphit, Graphen). Vorzugsweise sind dies Fasern. Pulver (Russ, Kalk, Talk, Bariumsulfat etc.) gelten nicht allgemein als Verstärkungen innerhalb des Kontextes der Erfindung, natürlich mit Ausnahme von denjenigen, die eine signifikante Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung haben könnten. Glasfasern ergeben gute Resultate inerhalb des Kontextes der Erfindung, und insbesondere kurze und lange Glasfasern. Für die kurzen Fasern wurden gute Resultate durch Dispergieren, in HDPE, von Fasern auf Basis von Glas vom E-Typ (die insbesondere mit einem Schlichtemittel und/oder einem Kompatibilisator wie PE-g-MAH versehen sind) mit einem Durchmesser zwischen 10 und 20 μm und einer Anfangslänge zwischen 2 und 8 mm erzielt.
Gemäß einer bevorzugten Variante werden Glasfasern als Verstärkung gewählt, die (vorzugsweise homogen, allgemein durch Mischen in einem Extruder, um Masterbatchgranulat herzustellen) in einer Menge von 10–50% (auf Gewichtsbasis gegenüber dem kompletten Gewicht der Mischung), oder sogar 20–40%, einem Gehalt von ungefähr 30%, der allgemein zu guten Resultaten führt, insbesondere in einer Zwischenschicht, und ganz speziell in einer Schicht, die aus Mahlungsmaterialien wie weiter oben beschrieben besteht, eingebracht werden.
Tatsächlich hat der Anmelder blasgeformte Flaschen jeweils auf Basis von unvermischtem HDPE (Lupolen^® 4261AG, mit einer Dichte von 0,945 g/cm³ und einem HLMI von 6 g/10 min (190°C/21,6 kg)) in einer Einzelschichtstruktur und Flaschen auf Basis dieses gleichen HDPE, die aber eine Schicht von industriellen Wiederaufbereitungsmaterialien von 6-schichtigen Tanks wie oben definiert, umfassen, zwischen 2 Schichten von unvermischtem PE von ungefähr 45% relativer Dicke (bezüglich der Gesamtdicke der Wand) für die innere Schicht und 20% relativer Dicke für die äußere Schicht blasgeformt. Der Anmelder variierte über mehrere Tests den Gehalt von Glasfasern und beobachtete jeweils die Eigenschaften, die in der Tabelle am Ende der vorliegenden Beschreibung aufgeführt sind.
Insbesondere dann, wenn der Tank gemäß der Erfindung mindestens eine Schicht auf Polyethylenbasis umfasst, umfasst dieser vorzugsweise auch eine Barriereschicht und/oder wurde vorzugsweise einer Oberflächenbehandlung unterzogen (zum Beispiel einer Fluorierung oder einer Sulfonierung seiner inneren Schicht). Er umfasst vorzugsweise eine Barriereschicht, die auch aus einem Thermoplasten besteht, welcher allgemein die innere, nichtverstärkte Schicht des Tanks ist, oder eine Zwischenschicht zwischen der inneren Schicht und der verstärkten Schicht.
Das Barriereharz, das im Kontext dieser Variante der Erfindung verwendet werden kann, kann beliebiger Art sein, wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt, solange es sich um ein Polymer oder ein Copolymer handelt, das mit der betreffenden Formungstechnik kompatibel ist. Es kann auch eine Mischung von verschiedenen Barriereharzen sein. Unter den Harzen, die verwendet werden können, finden besonders Polyamide oder Copolyamide oder statistische Ethylen/Vinylalkohol-(EVOH-)Copolymere Erwähnung.
Der Begriff ”Polyamid” soll jedes Homopolymer auf Basis einer Amideinheit, jedes Copolymer, welches mindestens zwei verschiedene Amideinheiten umfasst, und jedes Copolymer, welches mindestens 50 Gew.-% an Einheiten, die von einem Amid abgeleitet sind, bedeuten. Es spielt keine Rolle, ob die Amideinheiten dieser Definition durch Öffnen des Rings eines cyclischen Polyamids oder durch die Polykondensation einer Dicarbonsäure mit einem Diamin erhalten werden. Mehrere Polyamide können auch als eine Mischung verwendet werden. Als Beispiele von Polyamiden, die verwendet werden können, können, ohne eine Einschränkung zu bedeuten, die folgenden genannt werden: PA-6, PA-11, PA-12 und n-mXD6 (Polyarylamid). PA-6 ist allgemein bevorzugt.
Vorteilhafte Resultate sind in dem Fall erzielt worden, in dem die Barriereschicht EVOH ist, und insbesondere mit einer dazwischen liegenden Barriereschicht auf EVOH-Basis zwischen 2 Schicht von HDPE (allgemein mittels Dazwischenlegen von zwei Schichten von Klebstoff auf PE-Basis an den 2 EVOH/HDPE-Grenzflächen). Vorteilhafte Resultate sind ebenfalls in dem Fall erzielt worden, in dem die Barriereschicht ein Polyarylamid vom n-mXD6-Typ ist, welcher die innere Schicht der Struktur bildet.
Die Schicht, welche das Barriereharz umfasst, kann auch bestimmte Additive umfassen, die Fachleuten auf dem Gebiet wohlbekannt sind, wobei die Additive polymer sein können oder nicht, wie Stabilisatoren, Gleitmittel etc.
Vorzugsweise ist die Schicht, welche das Barriereharz umfasst, im Wesentlichen aus dem Barriereharz aufgebaut.
Allgemein (und dies ist übrigens der Fall mit HDPE und EVOH oder HDPE und dem Polyamid) sind das Barriereharz und das thermoplastische Harz der anderen Schichten des Tanks/Rohrs nicht kompatibel. Deshalb ist (sind) allgemein mindestens eine oder sogar zwei Schicht(en) von Klebstoff zwischen der Barriereschicht und der Schicht oder den 2 anderen Schichten, die damit in Kontakt stehen, vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Klebstoff, der mit dem thermoplastischen Harz kompatibel ist, mit diesem Harz vermischt werden.
Vorzugsweise umfasst der betreffende oben genannte Klebstoff mindestens ein funktionalisiertes Polyolefin.
Der Ausdruck ”funktionalisiertes Polyolefin” soll jegliches Polyolefin bedeuten, welches zusätzlich zu den von Olefinen abgeleiteten Einheiten funktionelle Monomereinheiten umfasst. Diese funktionellen Monomereinheiten können in das Polyolefin eingebracht werden, und zwar entweder in die Hauptkette oder in die Seitenketten. Sie können auch direkt in das Grundgerüst der Haupt- und Seitenketten eingebracht werden, zum Beispiel durch Copolymerisation von einem oder mehreren funktionellen Monomeren mit dem/den Olefinmonomer(en), oder können ansonsten aus dem Pfropfen von einem oder mehreren funktionellen Monomeren auf die Ketten nach der Herstellung des Polyolefins resultieren. In diesem Fall kann die Polyolefin/funktionalisiertes Polyolefin-Mischung besonders in einem Einzelschritt durch reaktives Prozessieren während des Gelierschritts, der in dem Verfahren für die Fertigung des Tanks oder Rohrs eingeschlossen ist, hergestellt werden.
Bei dieser Variante der Erfindung werden die funktionellen Monomereinheiten aus Carbonsäuren, Dicarbonsäuren und Anhydriden, die den Dicarbonsäuren entsprechen, gewählt. Deshalb resultieren diese Einheiten allgemein aus der Copolymerisation oder dem Pfropfen von mindestens einem ungesättigten Monomer mit diesen selben funktionellen Gruppen. Als Beispiele von Monomeren, die verwendet werden können, werden besonders Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid genannt. Vorzugsweise resultieren die funktionellen Monomereinheiten aus der Copolymerisation oder dem Pfropfen von Maleinsäureanhydrid.
Die so beschriebenen funktionalisierten Polyolefine sind Fachleuten auf dem Gebiet wohlbekannt und sind kommerziell verfügbar.
In dem Fall, in dem das Polyolefin ein Polyethylen ist, ist es besonders vorteilhaft, dass das funktionalisierte Polyolefin ein Polyethylen ist, das mittels Maleinsäureanhydrid (PE-g-MAH) gepfropft wird, das heißt, dass die funktionellen Monomereinheiten aus dem Pfropfen von Maleinsäureanhydrid auf ein Polyethylen resultiert.
Der mehrschichtige Tank oder das mehrschichtige Rohr gemäß der Erfindung kann vorteilhafterweise eine oder mehrere zusätzliche Schichten umfassen, welche einen recycelten Kunststoff, vorzugsweise als eine Zwischenschicht (d. h. eine zwischen 2 anderen Schichten angeordnete Schicht) umfassen.
Der Begriff ”recycelter Kunststoff” soll einen Kunststoff bedeuten, der durch Zermahlen der Abfälle, die in verschiedenen Stufen der Fertigung eines Hohlkörpers, insbesondere des Tanks/Rohrs gemäß der Erfindung erhalten wurden, oder durch Zermahlen solcher Gegenstände am Ende ihrer Lebensdauer erhalten wird.
Bei dieser Variante kann die Verstärkung in die recycelte(n) Kunststoffschicht(en) eingebracht sein. Dazu ist es ausreichend, die Teilchen von dem zuvor erwähnten Zermahlen zu sammeln und sie mit Granulat eines Masterbatch zu vermischen, welcher den Füllstoff umfasst, und danach diese Mischung in einen Extruder der zuvor genannten Coextrusions-Blasformanlage einzuspeisen. Alternativ können die Wiederaufbereitungsmaterialien für die Fertigung eines Masterbatch mit dem gewünschten Verstärkungsgehalt verwendet werden. Diese Variante ist bevorzugt, da sie ermöglicht, dass das Mahlungsmaterial so viel wie möglich wiederverwendet wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eines mehrschichtigen Tanks oder Rohrs gemäß der Erfindung umfasst letzterer 6 Schichten: eine innere Schicht (I) auf Basis von nicht verstärktem HDPE, eine erste Schicht von Klebstoff (A1) vorzugsweise auf Basis von PE-g-MAH, eine Schicht, die ein Barriereharz (B) (vorzugsweise EVOH) umfasst, eine zweite Schicht von Klebstoff (A2) vorzugsweise auf Basis von PE-g-MAH, eine Schicht auf Basis von recyceltem Harz (R), welche eine Verstärkung (vorzugsweise Glasfasern) und eine äußere Schicht (E) auf Basis von HDPE umfasst.
In dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, dass die relative Verteilung der Dicken wie folgt ist (für eine Gesamtdicke von 1 bis 10 mm, oder sogar von 3 bis 7 mm; allgemein in der Nähe von 6 mm): I: 30–50%, A1: 1–3%, B: 1–3%, A2: 1–3%, R: 30–60%, E: 5–20%. Die folgende Struktur wird vorteilhafterweise verwendet (auf innerhalb weniger %): 39/2/2/2/45/10 als % der Gesamtdicke für jede der jeweiligen Schichten I/A1/B/A2/R/E.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst die Schicht E (in Kontakt mit der Atmosphäre) eine Verbindung auf Basis von Russ für den Zweck des Schutzes gegen UV-Strahlung.
Mehrschichtige Strukturen mit 2 oder 3 Schichten, die eine (innere) Schicht auf Basis von n-MXD6, eine Schicht auf Basis von verstärktem HDPE (gegebenenfalls einen Klebstoff enthaltend) und gegebenenfalls eine Schicht von Klebstoff (wenn die HDPE-Schicht keinen enthält) einschließen, sind ebenfalls von Vorteil.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Tanks/Rohrs, wie weiter oben als Kraftstofftank für ein Hybridfahrzeug beschrieben. Dieser Tank bzw. dieses Rohr kann auch in einem herkömmlichen Fahrzeug zum Einsatz kommen, wo man von der erzielten Verstärkungswirkung profitieren kann, um die Verwendung der Metallbänder zu vermeiden, die allgemein zur Verhinderung des Kriechens der unteren Wand des Tanks verwendet werden, wenn der Tank am Boden des Fahrzeugkörpers befestigt ist.
Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass die durch den Gegenstand der Erfindung erzielte Verstärkungswirkung mit der Verwendung von anderen weiter oben genannten bekannten Verstärkungen, wie Bändern, Befestigungsnieten bzw. -bolzen, Innenverstärkungen (Stäben, Zwischenwänden), umgespritzten Geweben etc. und jedem anderen Typ sowohl einer inneren als auch äußeren Verstärkung kombiniert werden kann. Die Kombination der Erfindung mit diesen bekannten Techniken ermöglicht es, die Größe und/oder die Menge von Befestigungsnieten bzw. -bolzen, Innenverstärkungen (Stäben, Zwischenwänden), im Zweistufen-Spritzguß-Verfahren geformten (overmoulded) Geweben etc. zu verringern. Auf diese Weise wird das Gewicht der Endlösung minimiert und das Nutzvolumen des Tanks wird maximiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5020687 [0009]

Claims

Kraftstofftank oder Einfüllrohr für diesen Tank, umfassend eine mehrschichtige Wand, aufgebaut aus mindestens einer Schicht auf Basis einer verstärkten thermoplastischen Zusammensetzung und einer inneren Schicht, die so ausgelegt ist, dass sie mit dem Kraftstoff in Kontakt ist, auf Basis einer nicht verstärkten thermoplastischen Zusammensetzung.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß Anspruch 1, hergestellt durch Coextrusionsblasformen.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die verstärkte thermoplastische Zusammensetzung eine Faserverstärkung enthält.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß dem vorausgehenden Anspruch, wobei die Verstärkung Glasfasern umfasst.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß dem vorausgehenden Anspruch, wobei der Glasfasergehalt der verstärkten Schicht zwischen 10 und 50% liegt.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Wand des Tanks/Rohrs eine Barriereschicht zwischen 2 HDPE-Schichten oder in direktem Kontakt mit der Innenseite des Tanks oder des Rohrs umfasst.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Wand des Tanks eine Schicht auf Basis von recyceltem Kunststoff umfasst.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß dem vorausgehenden Anspruch, wobei die Verstärkung in der Zwischenschicht auf Basis von recyceltem Kunststoff eingeschlossen ist.
Mehrschichtiger Tank oder mehrschichtiges Rohr gemäß dem vorausgehenden Anspruch, wobei der/das Tank/Rohr 6 Schichten umfasst: eine innere Schicht (I) auf Basis von nicht verstärktem HDPE, eine erste Schicht von Klebstoff (A1), vorzugsweise auf Basis von PE-g-MAH, eine Schicht, umfassend ein Barriereharz (B) (vorzugsweise EVOH), eine zweite Schicht von Klebstoff (A2), vorzugsweise auf Basis von PE-g-MAH, eine Schicht auf Basis von recyceltem Harz (R), umfassend eine Verstärkung (vorzugsweise Glasfasern) und eine äußere Schicht (E) auf Basis von HDPE.
Verwendung eines Tanks/Rohrs gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche als ein Kraftstofftank/Rohr für ein Hybridfahrzeug.