JP2003305721A

JP2003305721A - リサイクル可能なプラスチック製の車両用液体収容タンク

Info

Publication number: JP2003305721A
Application number: JP2002113097A
Authority: JP
Inventors: Yojiro Iriyama; 要次郎入山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】液体収容タンクにおいて、ＰＡ１１またはＰ
Ａ１２のいずれかを主成分とするプラスチックチューブ
と、比質量が１以下の容器本体とを、比質量分離法によ
り分離できるようにする。【解決手段】車両用燃料タンク（液体収容タンク）１
０は、燃料１１を収容する容器本体１２と、蓋１４と、
プラスチックチューブ１８ａ，１８ｂを備える。容器本
体１２は、比質量が０．９４〜０．９６のＨＤＰＥを材
料とし、プラスチックチューブ１８ａ，１８ｂは、ＰＡ
１１またはＰＡ１２のいずれか１つを主成分とし、比質
量が１．０４以上の、柔軟性のあるナイロンチューブで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リサイクル可能な
プラスチック製の車両用液体収容タンクに係り、特に比
質量分離法が適用されるリサイクル可能なプラスチック
製の車両用液体収容タンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、燃料タンク、冷却水タンク、
ウインドウォッシャ用タンク等さまざまなプラスチック
製の液体収容タンクが用いられている。これらのプラス
チック製の液体収容タンクは、使用後回収されてリサイ
クルが行われることが多い。リサイクルするには、回収
されたプラスチック製の液体収容タンクを粉砕機により
１０−１５ｍｍ程度の大きさの粉砕物に裁断し、その後
成型用原材料として再使用するために必要なペレット化
等の処理を行う。ここで、液体収容タンクが、材料の異
なる複数の構成部品からなるときは、粉砕の前に取り外
せる部品は取り外される。しかし容易に取り外しできな
い部品は、そのまま粉砕作業が行われる。そこで、粉砕
物は材料の異なったものが混ざった状態となるので、こ
れら異なる材料を分離するため、比質量分離法が用いら
れる。比質量分離法は、材料によりそれぞれ比質量が異
なることを分離に用いる方法である。特に、プラスチッ
クは比質量１近辺の材料が多いので、水に浮くか沈むか
の簡単な分離法で材質を分離することができる場合が多
い。

【０００３】例えば、車両用の燃料タンクは、燃料を収
容する容器本体とその蓋の他に、取り外しが容易でない
チューブ、バルブ、チューブコネクタ等を含み、これら
が一体となったまま粉砕機に投入される。したがって、
粉砕物には材料の異なったものが混ざった状態になる。
粉砕物の大部分は、材料容積の大きい容器本体の材料の
粉砕物であるので、リサイクルには、この容器本体の材
料の粉砕物に他の材料の粉砕物が混入しないように分離
することが必要である。いま、容器本体の材料に比質量
がおよそ０．９５前後の高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）を用いるときは、それ以外の材料の比質量を１より
十分大きくとることができれば、水による比質量分離が
できる。

【０００４】バルブやチューブコネクタ等は、材料の選
択範囲が比較的広い。そこで比質量が１．４前後のポリ
オキシメチレン（ＰＯＭ）や、比質量が１．１４前後の
ポリアミド６樹脂（ＰＡ６）、比質量が１．３前後のガ
ラス繊維入りポリアミド１２樹脂（ガラス繊維入りＰＡ
１２）等の材料でこれらを構成することができる。した
がって、これらの材料で構成されたプラスチック部品の
粉砕物は、比質量が１より十分大きく、水による比質量
分離により速やかに沈み、水に浮く容器本体のＨＤＰＥ
の粉砕物に混入することなく容易に分離できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両用燃料
タンクには、燃料を供給するためにプラスチックチュー
ブが備えられる。このプラスチックチューブには柔軟性
等の要求特性からナイロンチューブが用いられる。代表
的なナイロンチューブの材質はポリアミド１１樹脂（Ｐ
Ａ１１）やポリアミド１２樹脂（ＰＡ１２）で、比質量
がおよそ１．０２であり、水の比質量との差が少ない。
また、吸水性もあって、その粉砕物は水になかなか沈ま
ない。例えば、１０−１５ｍｍの大きさのＰＡ１１ある
いはＰＡ１２の粉砕物は、場合によっては２−３分経過
しても完全には沈まないことがある。したがって、ＨＤ
ＰＥの粉砕物とＰＡ１１、ＰＡ１２の粉砕物との分離に
長時間を要し、場合によっては十分な分離が不可能とな
り、ＨＤＰＥの粉砕物にＰＡ１１、ＰＡ１２の粉砕物が
混入する。一方、このプラスチックチューブはバルブ、
コネクタ等に接続されていて、比質量分離せずに容器本
体から取り外すには、チューブ取り外し工程等余分な作
業を要する。

【０００６】このように、従来技術では、粉砕物の大部
分を占める容器本体の材料の粉砕物に他の材料の粉砕物
が混入しないように分離するために必要な、容器本体
と、柔軟性のあるプラスチックチューブとの分離が困難
であった。

【０００７】本発明の目的は、かかる従来技術の課題を
解決し、比質量分離法により、ＰＡ１１またはＰＡ１２
のいずれかを主成分とするプラスチックチューブの材料
と、比質量が１以下の容器本体の材料とを分離できる液
体収容タンクを提供することである。他の目的は、比質
量分離法において、容器本体の材料に他の材料が混入す
ることを防止できる液体収容タンクを提供することであ
る。さらに他の目的は、比質量分離法が適用でき、かつ
プラスチックチューブに要求される柔軟性を確保できる
液体収容タンクを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るリサイクル可能なプラスチック製の車
両用液体収容タンクは、ポリアミド１１樹脂またはポリ
アミド１２樹脂のいずれか１つを主成分として含むプラ
スチックチューブと、比質量が１以下の樹脂製の容器本
体とを備える車両用液体収容タンクであって、前記プラ
スチックチューブは、比質量が２．１以上２．３以下で
ある変性エチレンテトラフルオロエチレンを１．５％以
上５％以下の容積率で含み、プラスチックチューブ全体
の比質量を１．０４以上として、前記容器本体と前記プ
ラスチックチューブとを比質量分離法により容易に分離
できることを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係るリサイクル可能なプラ
スチック製の車両用液体収容タンクは、ポリアミド１１
樹脂またはポリアミド１２樹脂のいずれか１つを主成分
として含むプラスチックチューブと、比質量が１以下の
樹脂製の容器本体とを備える車両用液体収容タンクであ
って、前記プラスチックチューブは、比質量が２．５以
上３．５以下であるガラスパウダーを１．０％以上１．
５％以下の容積率で含み、プラスチックチューブ全体の
比質量を１．０４以上として、前記容器本体と前記プラ
スチックチューブとを比質量分離法により容易に分離で
きることを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係るリサイクル可能なプラ
スチック製の車両用液体収容タンクは、ポリアミド１１
樹脂またはポリアミド１２樹脂のいずれか１つを主成分
として含むプラスチックチューブと、比質量が１以下の
樹脂製の容器本体とを備える車両用液体収容タンクであ
って、前記プラスチックチューブは、比質量が５以上７
以下であるタルクを０．５％以上１．３％以下の容積率
で含み、プラスチックチューブ全体の比質量を１．０４
以上として、前記容器本体と前記プラスチックチューブ
とを比質量分離法により容易に分離できることを特徴と
する。

【００１１】ポリアミド１１樹脂またはポリアミド１２
樹脂のみからなるプラスチックチューブの比質量はおよ
そ１．０２である。かかる構成により、プラスチックチ
ューブの比質量を１．０４以上とでき、比質量が１以下
の樹脂製の容器本体部との比質量の差をより大きくでき
る。したがって、比質量分離法により、ＰＡ１１または
ＰＡ１２のいずれかを主成分とするプラスチックチュー
ブと、比質量が１以下の液体収容タンク本体とを十分に
分離できる。

【００１２】また、プラスチックチューブにおけるポリ
アミド１１樹脂またはポリアミド１２樹脂以外の材料の
占める容積率の範囲を制限することで、プラスチックチ
ューブに要求される柔軟性を確保し、かつ比質量を１．
０４以上とできる。

【００１３】望ましくは、前記プラスチックチューブの
曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以下であることがよい。望
ましくは、前記プラスチックチューブの引張り破断伸び
が５０％以上であることがよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に図面を用いて、本発明に係
る実施の形態につき詳細に説明する。液体収容タンクと
して車両用燃料タンクを説明するが、燃料以外の液体、
気体を収容する他の車両用容器であってもよい。図１
は、車両用燃料タンク１０の断面図である。車両用燃料
タンク１０は、燃料１１を収容する容器本体１２と、燃
料１１を出し入れするための開口部をふさぐ蓋１４と、
プラスチックチューブ１８ａ，１８ｂおよびコネクタ２
０を備える。プラスチックチューブ１８ａは、蓋１４と
一体成型され容器本体の内部と外部にまたがって設けら
れる。プラスチックチューブ１８ａの容器本体外側の部
分は、コネクタ２０によりさらに他のプラスチックチュ
ーブ１８ｂと接続される。

【００１５】図１において、容器本体１２は、例えば幅
が６０〜１００ｃｍのプラスチックのタンクで、上方に
開口部を備える。容器本体１２の材料は、比質量がおよ
そ０．９４〜０．９６のＨＤＰＥである。ＨＤＰＥ以外
の材料でも、比質量が１以下で、タンクとしての十分な
機械的強度を持つ樹脂材料を用いることができる。

【００１６】蓋１４は、容器本体１２の開口部を蔽う大
きさのプラスチックの部材で、その外周でねじ締結や溶
着等により容器本体１２に取付けられる。容器本体１２
の開口部と蓋１４との間に燃料１１の漏れを防ぐパッキ
ングを設けることもできる。蓋の材料は容器本体と同じ
材料を用いることができ、今の場合、ＨＤＰＥを用いる
ことができる。

【００１７】また、図１には図示していないが、車種に
よってはバルブを燃料タンク１０に設けてもよい。バル
ブは、燃料タンク内の圧力が高くなったり低くなったり
するのをリリーフする機能を持つ。バルブの材料は、比
質量が１．４前後のＰＯＭを用いることができる。

【００１８】上記のように、プラスチックチューブ１８
ａは、蓋１４と一体成型され容器本体の内部と外部にま
たがって設けられたチューブであり、プラスチックチュ
ーブ１８ｂは、コネクタ２０によりプラスチックチュー
ブ１８ａに接続された延長チューブである。プラスチッ
クチューブ１８ａ，１８ｂの外径は例えば６−８ｍｍを
用いることができる。コネクタ２０は、複数のチューブ
を相互に接続するプラスチック部品で、公知のチューブ
コネクタ、例えばナットと接続部材を用いた構造のコネ
クタとすることができる。コネクタ２０の材料は、比質
量が１．３〜１．４のガラス繊維入りＰＡ１２を用いる
ことができる。

【００１９】ここで、プラスチックチューブ１８ａ，１
８ｂは、後に詳述するように、ポリアミド樹脂１１（Ｐ
Ａ１１）またはポリアミド樹脂１２（ＰＡ１２）のいず
れか１つを主成分とし、比質量が１．０４以上の、柔軟
性のあるナイロンチューブである。

【００２０】このように、車両用燃料タンク１０におい
て、容器本体の材料に比質量がおよそ０．９５前後の高
密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、蓋の材料は容器
本体と同じとし、プラスチックチューブ１８ａ，１８ｂ
の比質量を１．０４以上とした。これら以外の材料は、
比質量１．４前後のＰＯＭと、比質量が１．３〜１．４
のガラス繊維入りＰＡ１２とし、いずれも比質量を１よ
り十分大きくした。

【００２１】図２は、この車両用燃料タンクをリサイク
ルするため、材料を分離する様子を示す図である。図２
において、粉砕機２２は、内部に回転可能な刃を有し、
その刃を回転させて、投入された液体収容タンクを１０
−１５ｍｍ程度の大きさの粉砕物２４に粉砕し、排出口
から排出する装置である。分離水槽２６は、粉砕機２２
の排出口の近くに配置され、水２８を収容する水槽であ
る。車両用燃料タンクを粉砕機２２に投入し、粉砕され
た粉砕物２４を分離水槽２６に導くと、容器本体の粉砕
物３０は、その材料のＨＤＰＥは比質量が１より小さい
ので水２８に浮く。蓋の粉砕物は容器本体と同じＨＤＰ
Ｅを材料とするので、同様に水に浮き、その区別をする
必要がない。バルブとコネクタの粉砕物３２は、それぞ
れ比質量が１．４前後のＰＯＭと比質量が１．３〜１．
４のガラス繊維入りＰＡ１２を材料とし、いずれも水と
比質量の差が十分大きいので速やかに沈む。

【００２２】プラスチックチューブ１８ａ，１８ｂの粉
砕物３２は、比質量が１．０４以上あり、短時間で分離
水槽２６の底に沈む。例えば、３０秒以下で分離水槽２
６の底に沈む。このように、比質量分離法により、ＰＡ
１１またはＰＡ１２のいずれかを主成分とするプラスチ
ックチューブ１８ａ，１８ｂと、比質量が１以下の容器
本体とを分離できる。したがって、分離水槽２６の水２
８に浮いた粉砕物３０を集めることで、他の材料の粉砕
物３２，３４を混入させることなく、容器本体の材料で
あるＨＤＰＥのみを回収できる。

【００２３】つぎに、比質量が１．０４以上で、柔軟性
のあるプラスチックチューブ１８の材料につき実施例を
用いて説明する。以下の説明はＰＡ１１を主成分とする
プラスチックチューブについて行うが、ＰＡ１１とＰＡ
１２の材料特性はほとんど同じであるので、ＰＡ１１に
代えてＰＡ１２を主成分するプラスチックチューブ、あ
るいはＰＡ１１とＰＡ１２とを主成分とするプラスチッ
クチューブを用いることができる。

【００２４】ここで、ＰＡ１１は、ポリアミド樹脂１１
と呼ばれるもので、酸アミド結合（−ＣＯＮＨ−）を有
する次式：（−ＣＯ−（ＣＨ₂）₁₀−ＮＨ−）_nで示され
るポリアミドが代表的なものであり、１１−アミノウン
デカン酸またはウンデカンラクタムを重合させて得るこ
とができる。

【００２５】また、ＰＡ１２は、ポリアミド樹脂１２と
呼ばれるもので、酸アミド結合（−ＣＯＮＨ−）を有す
る次式：（−ＣＯ−（ＣＨ₂）₁₁−ＮＨ−）_nで示される
ポリアミドが代表的なものであり、１２−アミノドデカ
ン酸またはドデカンラクタムを重合させて得ることがで
きる。

【００２６】ＰＡ１１を主成分とするプラスチックチュ
ーブの製造は、まずＰＡ１１に後述する所定の材料を添
加混入させたペレットを公知の方法で作成し、次にその
ペレットを用い公知の押出し成形により得ることができ
る。材料組成の異なる各種のプラスチックチューブの材
料特性は、ＪＩＳに基づいた試験片の形状を用いた試験
により得た。

【００２７】

【表１】表１に、ＰＡ１１を含む各種のプラスチックチューブの
材料組成とその材料特性を一覧にして示す。材料特性の
中の引張降伏強度と引張破断伸びはＪＩＳＫ７１６１
に、曲げ強度と曲げ弾性率はＪＩＳＫ７１７１にそれぞ
れ従い、ねじ式引張圧縮試験機（島津製作所製）により
得られた値を用いた。アイゾット衝撃強度はＪＩＳＫ７
１１０に従い、アイゾット試験機（東洋精機製）により
得られた値を用いた。

【００２８】表１において、基準例はＰＡ１１が１００
％のプラスチックチューブの材料組成と材料特性であ
る。実施例１から実施例４までは、ＰＡ１１を主成分と
し、比質量が１．４以上で、柔軟性のあるプラスチック
チューブの材料組成と材料特性の実施例である。比較例
１から比較例４は、実施例との対比に用いた比較例であ
る。ここで、柔軟性等の材料特性の判断は、引張破断伸
びは５０％以上、曲げ弾性率は２０００ＭＰａ以下を使
用可能とし、引張り降伏強度、曲げ強度およびアイゾッ
ト衝撃強度は、１００％ＰＡ１１の特性値を下回らない
こととした。

【００２９】実施例１は、ＰＡ１１が９７．５容積％、
変性エチレンテトロフルオロエチレン（変性ＥＴＦＥ）
が２．５容積％の材料組成のプラスチックチューブの材
料特性である。このとき、プラスチックチューブとし
て、比質量１．０５を得ることができ、柔軟性等の材料
特性も、１００％ＰＡ１１の特性値と比較して、曲げ弾
性率が使用可能の範囲でやや低下したのみで、良好であ
る。

【００３０】実施例２は、ＰＡ１１が９５容積％、変性
エチレンテトロフルオロエチレン（変性ＥＴＦＥ）が５
容積％の材料組成のプラスチックチューブの材料特性で
ある。変性ＥＴＦＥはフッ素系樹脂の一種で、その比質
量が２．１以上２．３以下のものを用いることができ
る。このとき、プラスチックチューブとして比質量１．
０８を得ることができ、柔軟性等の材料特性も、１００
％ＰＡ１１の特性値と比較して、曲げ弾性率が使用可能
の範囲でやや低下したのみで、良好である。

【００３１】実施例３は、ＰＡ１１が９９容積％、ガラ
スパウダーが１容積％の材料組成のプラスチックチュー
ブの材料特性である。ガラスパウダーは、ソーダガラス
の微粉末で、その比質量が２．５以上３．５以下のもの
を用いることができる。このとき、プラスチックチュー
ブとして、比質量１．０４を得ることができる。柔軟性
等の材料特性も使用可能の範囲に収まっている。

【００３２】実施例４は、ＰＡ１１が９９．５容積％、
タルクが０．５容積％の材料組成のプラスチックチュー
ブの材料特性である。タルクは、ケイ酸塩を含む天然鉱
物の微粉末で、その比質量が５以上７以下のものを用い
ることができる。このとき、プラスチックチューブとし
て、比質量１．０４を得ることができる。柔軟性等の材
料特性も使用可能の範囲に収まっている。

【００３３】比較例１は、ガラスパウダーを添加したと
きの比較例で、ＰＡ１１が９８容積％、ガラスパウダー
が２容積％の材料組成のプラスチックチューブの材料特
性である。ガラスパウダーは、表４に用いたと同じもの
である。このとき、プラスチックチューブとしての比質
量は１．０５と材料分離に十分な値であるが、引張破断
伸びが著しく低下し、曲げ弾性率も使用可能範囲を超
え、柔軟性に問題がある。

【００３４】比較例２は、タルクを添加したときの比較
例で、ＰＡ１１が９８．５容積％、タルクが１．５容積
％の材料組成のプラスチックチューブの材料特性であ
る。タルクは、表５に用いたと同じものである。このと
き、プラスチックチューブとしての比質量は１．０７と
材料分離に十分な値であるが、引張破断伸びが著しく低
下し、曲げ弾性率も使用可能範囲を超え、柔軟性に問題
がある。

【００３５】比較例３は、クレイを添加したときの比較
例で、ＰＡ１１が９９．５容積％、クレイが０．５容積
％の材料組成のプラスチックチューブの材料特性であ
る。クレイ（粘土）は、比質量がおよそ３のものを用い
た。このとき、プラスチックチューブとしての材料特性
においてアイゾット衝撃強度が使用可能範囲を超え、ま
た比質量も１．０３と材料分離に不十分な値である。

【００３６】比較例４は、ガラスファイバーを添加した
ときの比較例で、ＰＡ１１が９５容積％、ガラスファイ
バーが５容積％の材料組成のプラスチックチューブの材
料特性である。ガラスファイバーは、比質量がおよそ
２．４のものを用いた。このとき、プラスチックチュー
ブとしての比質量は１．０９と材料分離に十分な値であ
るが、引張破断伸びが著しく低下し、曲げ弾性率も使用
可能範囲を超え、柔軟性に問題がある。

【００３７】このように、比較例１から比較例４では、
比質量分離法と柔軟性とが両立しないが、実施例１から
実施例４においては、比質量分離法が適用でき、かつプ
ラスチックチューブに要求される柔軟性を確保できる。
すなわち、プラスチックチューブにおけるポリアミド１
１樹脂またはポリアミド１２樹脂以外の材料の占める容
積率の範囲を制限することで、プラスチックチューブに
要求される柔軟性を確保し、かつ比質量を１．０４以上
とできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係る液体収容タンクによれば、
ＰＡ１１またはＰＡ１２のいずれかを主成分とするプラ
スチックチューブと、比質量が１以下の液体収容タンク
本体とを、比質量分離法により分離できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態の車両用燃料タンク
の断面図である。

【図２】車両用燃料タンクをリサイクルするため、材
料を分離する様子を示す図である。

【符号の説明】

１０車両用燃料タンク（液体収容タンク）、１２容
器本体、１８プラスチックチューブ、２２粉砕機、
２６分離水槽、３０容器本体の粉砕物、３２プラ
スチックチューブの粉砕物。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアミド１１樹脂またはポリアミド１
２樹脂のいずれか１つを主成分として含むプラスチック
チューブと、比質量が１以下の樹脂製の容器本体とを備
える車両用液体収容タンクであって、前記プラスチックチューブは、比質量が２．１以上２．３以下である変性エチレンテト
ラフルオロエチレンを１．５％以上５％以下の容積率で
含み、プラスチックチューブ全体の比質量を１．０４以
上として、前記容器本体と前記プラスチックチューブと
を比質量分離法により容易に分離できることを特徴とす
るリサイクル可能なプラスチック製の車両用液体収容タ
ンク。
【請求項２】ポリアミド１１樹脂またはポリアミド１
２樹脂のいずれか１つを主成分として含むプラスチック
チューブと、比質量が１以下の樹脂製の容器本体とを備
える車両用液体収容タンクであって、前記プラスチックチューブは、比質量が２．５以上３．５以下であるガラスパウダーを
１．０％以上１．５％以下の容積率で含み、プラスチッ
クチューブ全体の比質量を１．０４以上として、前記容
器本体と前記プラスチックチューブとを比質量分離法に
より容易に分離できることを特徴とするリサイクル可能
なプラスチック製の車両用液体収容タンク。
【請求項３】ポリアミド１１樹脂またはポリアミド１
２樹脂のいずれか１つを主成分として含むプラスチック
チューブと、比質量が１以下の樹脂製の容器本体とを備
える車両用液体収容タンクであって、前記プラスチックチューブは、比質量が５以上７以下であるタルクを０．５％以上１．
３％以下の容積率で含み、プラスチックチューブ全体の
比質量を１．０４以上として、前記容器本体と前記プラ
スチックチューブとを比質量分離法により容易に分離で
きることを特徴とするリサイクル可能なプラスチック製
の車両用液体収容タンク。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか１に記
載の車両用液体収容タンクにおいて、前記プラスチックチューブの曲げ弾性率が２０００ＭＰ
ａ以下であることを特徴とするリサイクル可能なプラス
チック製の車両用液体収容タンク。
【請求項５】請求項１から請求項３のいずれか１に記
載の車両用液体収容タンクにおいて、前記プラスチックチューブの引張り破断伸びが５０％以
上であることを特徴とするリサイクル可能なプラスチッ
ク製の車両用液体収容タンク。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれか１に記
載の車両用液体収容タンクは、車両用燃料タンクである
ことを特徴とするリサイクル可能なプラスチック製の車
両用液体収容タンク。