JP2008143070A - プラスチック燃料タンク部材用積層体及びそれを用いたプラスチック燃料タンク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム層(I)と、キトサン類(a)と周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素を含む化合物(b)とを含有してなる処理剤でアルミニウムを処理することによって形成された皮膜層(II)と、不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性されたポリエチレン接着性樹脂層(III)とを含むことを特徴とするプラスチック燃料タンク部材用積層体、及びそれを用いたプラスチック燃料タンクなどを提供した。
【選択図】図2
Description
さらに、近年燃料タンクに対する要求性能は、より厳しくなっており、長期間にわたって多層積層構造体の各層に剥離などが生じないことや、バリア層の脱落や層異常などがなく燃料成分の大気への揮散が抑制されること、多層中空成形の場合、中空成形特有の金型食い切り部であるピンチオフ部の剥離などによる燃料揮散がないこと、衝突などに対するダメージを最小限にするため低温耐衝撃性をあるレベル以上に保つことなどが求められている。
この多層中空成形品においても、ピンチオフ部が存在し、そのピンチオフ部から内容物、燃料タンクの場合はガソリン等の燃料が透過するという問題がある。即ち、ピンチオフ部においては、ピンチオフ部の本質的な構造に由来するものであるが、ごく僅かではあるが透過防止層が存在しない部分がある。
さらに、ポリオレフィン樹脂の内層及び外層を有し、中間層として透過防止層を有する多層容器であって、不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性されたポリオレフィンからなる接着性樹脂層を有する金属シート又は箔からなる透過防止用部材を、透過防止層の不連続部分に溶着した燃料タンク用多層容器が提案されている(特許文献2参照。)が、さらなる透過防止性能の改善やアルコール含有率の高い燃料等に対する耐久性等の改善が求められるようになってきた。
したがって、合成樹脂中空成形品、特にプラスチック燃料タンクには、そのピンチオフ部における内容物透過防止性能及び強度の更なる改善が求められており、アルコール含有率の高い燃料に対する透過を十分に妨げるようにシールされ、ピンチオフ部が高強度であって、耐久性に優れた合成樹脂製燃料タンクが強く求められている。
さらに、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、前記周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素は、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及びCrからなる群より選ばれた1種以上の元素であることを特徴とするプラスチック燃料タンク部材用積層体が提供される。
さらに、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、前記不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性されたポリエチレン接着性樹脂は、未変性ポリエチレン(B)を含む組成物であることを特徴とするプラスチック燃料タンク部材用積層体が提供される。
さらに、本発明の第7の発明によれば、第6の発明において、アルコールが5質量%以上含まれる燃料用のタンクであることを特徴とするプラスチック燃料タンクが提供される。
(1)アルミニウム層(I)であるアルミニウムシート又は箔の少なくとも片面に、キトサン類(a)と周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素を含む化合物(b)とを含有してなる処理剤で表面処理し、皮膜層(II)を形成させる工程と、該皮膜層(II)に、不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性された変性ポリエチレン(A)と未変性ポリエチレン(B)とを含むポリエチレン接着性樹脂組成物を積層し、ポリエチレン接着性樹脂層(III)を形成させる工程とを含むことを特徴とする上記のプラスチック燃料タンク部材用積層体の製造方法。
(2)第1〜5のいずれかの発明に係るプラスチック燃料タンク部材用積層体を、プラスチック燃料タンクの表面の少なくとも一部に溶着することを特徴とする上記のプラスチック燃料タンクの製造方法。
(3)前記化合物(b)は、3価Crを含む金属化合物、特に、硫酸クロム、硝酸クロム、フッ化クロム、蓚酸クロム、又は酢酸クロムであることを特徴とする上記のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
(4)前記処理剤は、キトサン類(a)と化合物(b)との混合比がキトサン類(a)100質量部に対して、化合物(b)1〜1000質量部、特に10〜100質量部であることを特徴とする上記のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
(5)前記処理剤は、さらに、分子内にカルボキシル基を少なくとも1個有する有機化合物(c)を含有することを特徴とする上記のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
(6)キトサン類(a)のアルミニウム表面に対する乾燥時付着量は、キトサン換算で1〜500mg/m2の範囲、特に10〜100mg/m2の範囲であり、前記化合物(b)のアルミニウム表面に対する乾燥時付着量は、周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素換算で1〜500mg/m2の範囲、特に5〜50mg/m2の範囲であることを特徴とする上記のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
(7)前記ポリエチレン接着性樹脂は、変性ポリエチレン(A)と未変性ポリエチレン(B)とを含む組成物であることを特徴とする上記のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
以下、本発明について、項目毎に詳細に説明する。
(1)アルミニウム層(I)
本発明のプラスチック燃料タンク部材用積層体は、アルミニウム層(I)であるアルミニウムシート又は箔の少なくとも片面、或いは必要に応じて両面に、接着性樹脂層(III)を有するものである。積層体のアルミニウム層(I)は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるものであり、燃料油等の透過防止性能を有するものである。アルミニウム層の厚みは、特に限定されないが、0.001〜1.0mm、好ましくは0.005〜0.30mm、さらに好ましくは0.01〜0.15mmである。
本発明の積層体は、アルミニウム層(I)と接着性樹脂層(III)との間に、アルミニウム層の表面を処理したアルミニウム表面処理層(皮膜層)(II)を有する。
皮膜層(II)は、キトサン類(a)と周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素を含む化合物(b)とを含有してなる処理剤でアルミニウムを処理することによって形成された皮膜層である。該皮膜が存在することにより、アルミニウム層(I)と接着樹脂層(III)との接着強度が向上する。皮膜層(II)は、アルミニウム層の片面又は両面に形成される。
キトサン類とは、キトサン及びキトサン誘導体からなる群より選ばれた1種以上の化合物をいう。
キトサンは、キチンを濃アルカリ溶液と加熱して得られる脱アセチル化物であり、β−1,4−ポリ−D−グルコサミンなる高分子構造を有し、分子式(C6H11NO4)nで示される化合物である。キトサンは、例えばカニやエビ等の甲殻類から抽出される天然高分子キチンを60〜100モル%脱アセチル化することで得られる。なお、キチンとは、カニやエビ等の甲殻類の殻から室温で塩酸処理等により調製できるもので、ムコ多糖の一種で、分子式(C8H13NO5)nで示される化合物(平均重合度850)である。
前記キトサン類(a)としては、中でも、キトサン、グリセリル化キトサン、カルボキシメチルキトサン、カチオン化キトサン、ヒドロキシアルキルキトサン及びこれらの酸との塩からなる群より選ばれた1種又は2種以上のキトサン類を用いるのが好ましい。
周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素を含む化合物(b)の中でも、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及びCrからなる群より選ばれた1種以上の元素を含む化合物を含有するものが好ましい。Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及びCrからなる群より選ばれた1種以上の元素を含む化合物としては、特に限定されるものではないが、例えばこれら元素の酸化物、水酸化物、錯体化合物、有機酸塩、無機酸塩などが挙げられる。
また、前記処理剤における両者の混合比については、前記キトサン類(a)100質量部に対して前記周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素を含む化合物(b)1〜1000質量部とするのが好ましく、特に10〜100質量部とするのがより好ましい。
さらに、前記処理剤における分子内にカルボキシル基を少なくとも1個有する有機化合物(c)の濃度は、0.001〜10質量%の範囲に設定するのが好ましく、特に0.01〜5質量%の範囲に設定するのがより好ましい。
本発明に係る接着性樹脂は、温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレートが0.1〜100g/10分のものが好ましく、さらに好ましくは0.2〜20g/10分であり、さらに好適には0.5〜10g/10分である。メルトフローレートが0.1g/10分未満であると、溶着成形が不充分となり実用的ではない。また、100g/10分を超えると、成形品の耐衝撃性が低下するようになる。
ここで、接着性樹脂のメルトフローレートは、JIS K7210:1999の「プラスチック―熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」に準拠して、試験条件D:190℃、2.16kg荷重で測定されるものである。
ここで、接着性樹脂の密度は、JIS K7112:1999の「プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」に準拠して、測定されるものであり、該樹脂を温度160℃の熱圧縮成形機により溶融後25℃/分の速度で降温し厚み2mmのシートを成形し、このシートを23℃、48時間保持後、密度勾配管に入れ測定されるものである。
不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸誘導体がグラフトしたポリエチレン(A)は、密度が0.910〜0.965g/cm3、好ましくは、0.920〜0.963g/cm3、より好ましくは0.930〜0.960g/cm3であり、且つ温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレートが0.1〜2.0g/10分、好ましくは0.2〜1.5g/10分であるポリエチレンに、不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸誘導体をグラフトしたものである。
これらの重合体は、通常のチーグラー触媒やクロム触媒を用いて製造してもよいし、いわゆるシングルサイト系触媒を用いて製造してもよい。また、これらの重合体は、例えば高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンが挙げられ、単独又は複数種類を用いることが可能である。
また、ポリエチレンの密度が0.910g/cm3未満であると、最終的に得られる多層積層構造体の接着強度が不十分である上に、燃料油などに対する耐油性が不足する。一方、ポリエチレンの密度が0.965g/cm3を超えると、最終的に得られる多層積層構造体の耐衝撃性や層間接着性が不十分となる。
不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸誘導体の添加量が0.1質量部未満であると、グラフト変性が不十分となり、得られる接着性樹脂組成物の接着性が不十分となることがある。一方、40質量部を超えると、得られる変性ポリエチレン(A)がゲル化したり、劣化、着色などするおそれがある上に、最終的に得られる多層積層構造体の接着強度や機械的強度が低下することがある。
また、ラジカル開始剤の添加量は、好ましくは0.001〜0.50質量部であり、より好ましくは0.005〜0.30質量部であり、特に好ましくは0.010〜0.30質量部である。ラジカル開始剤の割合が0.001質量部未満であると、グラフト変性を完全に行うには長時間を要する。又は、ポリエチレンのグラフト変性が不十分となり、接着強度が不十分になることがある。一方、0.50質量部を超えると、ラジカル開始剤によって過度に分解したり、架橋反応を起こすことがある。
不飽和カルボン酸の中でも、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸が好ましい。また、不飽和カルボン酸誘導体の中でも、酸無水物が好ましく、さらに酸無水物の中でも、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸の無水物が好ましい。特に無水マレイン酸、5−ノルボルネン酸無水物を用いると、得られる接着性樹脂組成物の接着性が極めて優れる。また、不飽和カルボン酸誘導体としては、メタクリル酸グリシジルも好ましい。
未変性ポリエチレン(B)は、上述した変性ポリエチレン(A)を希釈するものである。このような未変性ポリエチレン(B)は、エチレンのみからなるホモポリマー、エチレンと炭素数3〜12のα−オレフィンとからなる共重合体などが例示される。α−オレフィンとしては、例えば、プロプレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテンなどが挙げられる。
これらの重合体は、通常のチーグラー触媒やクロム触媒を用いて製造してもよいし、いわゆるシングルサイト触媒を用いて製造してもよい。また、これらの重合体は、例えば高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンが挙げられ、単独又は複数種類を用いることが可能である。
接着性樹脂組成物(C)は、上述した変性ポリエチレン(A)と未変性ポリエチレン(B)とを含む。変性ポリエチレン(A)と未変性ポリエチレン(B)との配合比は、(A)/(B)が10/90〜90/10(質量比)、好ましくは、15/85〜85/15の範囲である。(A)/(B)が10/90未満であったり、90/10を超えると、得られる接着性樹脂組成物の接着性が低下する。
密度が0.910g/cm3未満であると、燃料油などに対する膨潤性が大きくなるので、長期耐久性が低くなる。一方、密度が0.965g/cm3を超えると、多層積層成形後に固化した時の収縮が大きくなるので接着強度が低下する。
また、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸誘導体の含有量が0.01質量%未満であると、最終的に得られる多層積層構造体の接着強度が低下し、一方、30質量%を超えると、他の物性が低下する。
また、多層積層構造体を作製する際に発生した成形バリや未使用パリソンをリサイクル材として含有するリグラインド層をバリア層に接触させる場合、リグラインド層と、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物やポリアミド樹脂などのバリア材との相溶性が低下するので、最終的に得られる多層積層構造体の低温耐衝撃強度が低くなる。
また、メルトフローレートが0.01g/10分未満であったり、100g/10分を超えると、得られる接着性樹脂組成物(C)の成形性が損なわれる。
脂肪酸金属塩量が100質量ppm未満であると、ポリエチレンにグラフトした不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸誘導体と、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物との反応が、脂肪酸金属塩によって阻害されることが防止されるので、接着性樹脂組成物の接着強度がさらに向上し、多層積層構造体の機械的特性がさらに向上する。
これらの重合体は、通常にチーグラー触媒やクロム触媒を用いて製造してもよいし、いわゆるシングルサイト系触媒を用いて製造してもよい。
本発明の積層体の皮膜層(II)と接着性樹脂層(III)との間には、必要に応じてプライマー層を設けてもよい。
プライマーとしては、エポキシ系、ウレタン系、エポキシウレタン系、イミン系、チタネート系、ポリエステル系又はシラン系の熱硬化型プライマーを使用することができる。。これらの中ではエポキシ系プライマーが、アルミニウム層(I)と接着性樹脂層(III)との接着性および耐久性が優れるため好ましい。
本発明の積層体は、アルミニウム層(I)の表面に表面処理を施して皮膜層(II)を形成し、皮膜層上に上記の接着性樹脂層(III)を積層するか、あるいは皮膜層上にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、さらにプライマー層上に接着性樹脂層(III)を積層して製造することができる。プライマー層を形成する際、加熱硬化させた後、接着性樹脂層を積層して加熱により融着するのが好ましいが、プライマーの塗布後硬化前に接着性樹脂層を積層し、融着の際の熱を利用して硬化を行ってもよい。
プライマー層が存在する場合、このプライマー層の存在によりアルミニウム層(皮膜層)と接着性樹脂層との接着性が高くなる。
また、本発明の積層体の接着性樹脂層には、更にポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルなどの1種又は数種の基材樹脂からなる1層または複層の基材樹脂層を積層することができる。この場合の層構成は、アルミニウム層/皮膜層/接着性樹脂層/基材樹脂層を基本の構成とする。
また、本発明に係る接着性樹脂層には、さらに、皮膜層側と反対側の面に、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルなどの1種又は数種の基材樹脂からなる1層または複層の基材樹脂層を積層することができる。この場合の層構成は、基材樹脂層/アルミニウム層/皮膜層/接着性樹脂層/基材樹脂層を基本の構成とする。
本発明のプラスチック燃料タンク部材用積層体は、燃料タンクの燃料油が透過し易い部位に、接着して用いると効果的である。本発明の積層体の接着性樹脂を、多層中空容器の合成樹脂層、接着性樹脂層、バリア層、リサイクル樹脂層のいずれにも接着することができ、特に、中空成形体のピンチオフ部に、接着して用いることができる(図2参照。)。
また、積層体の両面に接着性樹脂を配置すれば、中空成形体に積層体を接着後、もう一方の接着性樹脂を介して、他の物品を接着することもできる。
なお、実施例で用いた物性の測定方法等は、以下の通りである。
(2)密度:JIS K6922−1,2:1997年版に準拠して測定した。
(3)接着強度:接着強度測定には、テンシロンを用いた。試験片は、幅10mm、長さ100mmのものを使用し、試験片積層体のアルミニウム層と接着性樹脂層との間を長さ方向の端部から10mm剥離後、テンシロンの上部チャックにアルミニウム、下部チャックに接着性樹脂を挟み、横T字形に配置して(T剥離)、引張速度50mm/分で下部チャックを降下させて接着強度を測定した。測定点数は、各々5点とし、その平均値を採用した。
(4)接着強度耐久性試験:積層体を、2,2,4−トリメチルペンタン47.5容量部、トルエン47.5容量部及びエチルアルコール5容量部の混合溶媒(20℃、5質量%エチルアルコール含有)に入れ、65℃の温度で2000時間浸漬前後の接着強度を測定した(測定点数は、各々5点とし、その平均値を採用した)。
(5)容器透過性試験:容器に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに、入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定した。
(6)容器耐久性試験I:容器に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、65℃の温度で6000時間静置した後、容器の外観観察を行った。
(7)容器耐久性試験II:容器に、エチルアルコール50容量%含有ガソリン(20℃、53質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、65℃の温度で6000時間静置した後、容器の外観観察を行った。
(変性PE−1)
密度0.956g/cm3、メルトフローレート0.80g/10分の高密度ポリエチレン(以下「HDPE−I」と略す)85質量部及び密度0.928g/cm3、メルトフローレート0.80g/10分の直鎖状低密度ポリエチレン(以下「LLDPE−I」と略す)15質量部に、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンを0.02質量部添加し、ヘンシェルミキサで1分間ドライブレンドした。
次いで、無水マレイン酸0.4質量部加え、更に2分間ドライブレンド後、モダンマシナリー社製50mm単軸押出機を用い290℃で溶融混練し、グラフト変性して変性ポリエチレン(変性PE−1)を得た。
この変性ポリエチレンにおいてグラフトされた無水マレイン酸量は0.3質量%、密度は0.951g/cm3、メルトフローレートは0.30g/10分であった。
変性ポリエチレン(変性PE−1)40質量部及び未変性ポリエチレン(密度0.923g/cm3、メルトフローレート0.80g/10分の直鎖状低密度ポリエチレン(以下「LLDPE−II」と略す)60質量部に対して、フェノール系酸化防止剤イルガノックス1330(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.15質量部及びイルガノックス1076(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05質量部を加え、モダンマシナリー社製50mm単軸押出機を用い200℃で溶融混練して、密度が0.935g/cm3、メルトフローレートが0.5g/10分の接着性樹脂(I)を製造した。
変性ポリエチレン(変性PE−1)40質量部及び未変性ポリエチレン(密度0.902g/cm3、メルトフローレート1.0g/10分の直鎖状低密度ポリエチレン(以下「LLDPE−III」と略す)60質量部に対して、フェノール系酸化防止剤イルガノックス1330(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.15質量部及びイルガノックス1076(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05質量部を加え、モダンマシナリー社製50mm単軸押出機を用い200℃で溶融混練して、密度が0.920g/cm3、メルトフローレートが0.6g/10分の接着性樹脂(II)を製造した。
変性ポリエチレン(変性PE−1)40質量部及び高密度ポリエチレン(HDPE−I)60質量部に対して、フェノール系酸化防止剤イルガノックス1330(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.15質量部及びイルガノックス1076(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05質量部を加え、モダンマシナリー社製50mm単軸押出機を用い200℃で溶融混練して、密度が0.954g/cm3、メルトフローレートが0.5g/10分の接着性樹脂(III)を製造した。
変性ポリプロピレンとして、密度が0.91g/cm3、メルトフローレートが3.0g/10分(測定条件;温度230℃,荷重2.16kg)の三井化学社製QF500を用い、接着性樹脂(IV)とした。
変性ポリエチレン(変性PE−1)40質量部及び未変性ポリエチレン(密度0.870g/cm3、メルトフローレート1.0g/10分の直鎖状低密度ポリエチレン(以下「LLDPE−IV」と略す)60質量部に対して、フェノール系酸化防止剤イルガノックス1330(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.15質量部及びイルガノックス1076(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.05質量部を加え、モダンマシナリー社製50mm単軸押出機を用い200℃で溶融混練して、密度が0.902g/cm3、メルトフローレートが0.6g/10分の接着性樹脂(V)を製造した。
[アルミニウムの表面処理]
水500質量部、グリセリル化キトサン10質量部、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸10質量部を混合した液を、4時間撹拌することによって、グリセリル化キトサンを十分に溶解させた。
得られた溶解液にフッ化クロム(3価Cr)5質量部を添加して、処理剤を得た。
次いで、表面粗さ3μm、厚さ100μmのアルミニウムの片面に、前記処理剤をロールコーターで塗布した後、200℃で30秒間加熱乾燥することによって、アルミニウムの片面に、表面処理層(皮膜層)を形成せしめ、アルミニウムシート(I−A)とした。
また別に、表面粗さ3μm、厚さ50μmのアルミニウムの片面に前記処理剤をロールコーターで塗布した後、200℃で30秒間加熱乾燥することによって、アルミニウムの片面に、表面処理層(皮膜層)を形成せしめ、アルミニウムシート(I−B)とした。
幅10mm、厚さ100μm、長さ40mmのアルミニウムシート(I−A)の皮膜層上に、上記の接着性樹脂(I)を厚さ200μmとなるように、190℃でプレス法にて成形し、積層体を得た。
得られた積層体を2,2,4−トリメチルペンタン47.5容量部、トルエン47.5容量部及びエチルアルコール5容量部の混合溶媒(20℃、5質量%エチルアルコール含有)に入れ、65℃の温度で2000時間浸漬前後の接着強度を測定した。
その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は、5.8kg/10mm、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は、5.8kg/10mm以上(アルミニウムシートと接着性樹脂の界面での剥離不可)であり、浸漬後の接着強度は、高くなった。また、混合溶媒浸漬後の試験片の外観に変化はなかった。
3種5層の多層中空成形機を用い、成形温度210℃で、層構成が高密度ポリエチレン(HDPE)層(主材層)/接着性樹脂組成物層(接着層)/エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物層(バリア層)/接着性樹脂組成物層(接着層)/高密度ポリエチレン層(主材層)の厚み比率が45.5/3/3/3/45.5、全膜厚が6mm、内容積が10Lである細口を有する立方体状の3種5層積層容器(容器I)を成形した。この時、高密度ポリエチレン層には、密度が0.947g/cm3、温度190℃、荷重21.6kgにおけるメルトフローレートが6g/10分の高密度ポリエチレンを使用し、接着性樹脂層には、接着性樹脂(I)を使用し、エチレン−酢酸ビニル共重合けん化物層には、クラレ社製エバールF101Bを使用した。
容器Iのピンチオフ部のすべてを覆い、かつ透過防止用部材の接着性樹脂が接着するように配置し、190℃の成形用ヒーターでプレスし、透過防止用部材をピンチオフ部に接着した容器II−1を成形した。
この容器II−1に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定したところ、35mgの重量減少であった。
上記の容器II−1と同様に成形した容器II−2に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の剥離発生等の異常はなかった。
また、上記の容器II−1と同様に成形した容器II−3に、エチルアルコール50容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の剥離発生等の異常はなかった。
[積層体の製造及び評価]
接着性樹脂(I)の代わりに接着性樹脂(II)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は6.5kg/10mm、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は6.5kg/10mm以上(アルミニウムシートと接着性樹脂の界面での剥離不可)であり、浸漬後の接着強度は高くなった。また、混合溶媒浸漬後の試験片の外観に変化はなかった。
アルミニウムシート(I−B)の皮膜層上に配した接着性樹脂(I)の代わりに接着性樹脂(II)を用いた以外は、実施例1と同様に行ない、容器III−1を成形した。
成形した多層中空成形容器III−1に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定したところ、45mgの重量減少であった。
上記の容器III−1と同様に成形した容器III−2に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の剥離発生等の異常はなかった。
また、上記の容器III−1と同様に成形した容器III−3に、エチルアルコール50容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の剥離発生等の異常はなかった。
[積層体の製造及び評価]
接着性樹脂(I)の代わりに接着性樹脂(III)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は5.0kg/10mm幅、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は5.0kg/10mm幅以上(アルミニウムシートと接着性樹脂の界面での剥離不可)であり、浸漬後の接着強度は高くなった。また、混合溶媒浸漬後の試験片の外観に変化はなかった。
アルミニウムシート(I−B)の皮膜層上に配した接着性樹脂(I)の代わりに接着性樹脂(III)を用いた以外は、実施例1と同様に行ない、容器IV−1を成形した。
成形した多層中空成形容器IV−1に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定したところ、30mgの重量減少であった。
上記の容器IV−1と同様に成形した容器IV−2に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の剥離発生等の異常はなかった。
また、上記の容器IV−1と同様に成形した容器IV−3にエチルアルコール50容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の剥離発生等の異常はなかった。
[積層体の製造及び評価]
アルミニウムシート(I−A)の代わりに表面処理していないアルミニウムシート(II−A)を用い、アルミニウム層に接着性樹脂層を直接積層した以外は、実施例1と同様に行った。その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は2.3kg/10mm、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は2.0kg/10mmであった。また、混合溶媒浸漬後の試験片の外観に変化はなかった。
アルミニウムシート(I−B)の代わりに表面処理していないアルミニウムシート(II−B)を用い、アルミニウム層に接着性樹脂層を直接積層した以外は、実施例1と同様に行ない、容器V−1を成形した。
成形した多層中空成形容器V−1に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定したところ、60mgの重量減少であった。
上記の容器V−1と同様に成形した容器V−2に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材のアルミニウムシート(II−B)と接着性樹脂の一部分に剥離が見られた。
また、上記の容器V−1と同様に成形した容器V−3に、エチルアルコール50容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材のアルミニウムシートと接着性樹脂の一部分に剥離が見られた。
[アルミニウムの表面処理]
処理剤として10質量%のリン酸クロム塩水溶液を使用した。表面粗さ3μm、厚さ100μmのアルミニウムの片面に、前記処理剤をロールコーターで塗布した後、200℃で30秒間加熱乾燥することによって、アルミニウムの片面に表面処理層(皮膜層)を形成せしめ、アルミニウムシート(III−A)とした。
また別に、表面粗さ3μm、厚さ50μmのアルミニウムの片面に、前記処理剤をロールコーターで塗布した後、200℃で30秒間加熱乾燥することによって、アルミニウムの片面に、表面処理層(皮膜層)を形成せしめ、アルミニウムシート(III−B)とした。
アルミニウムシート(I−A)の代わりにアルミニウムシート(III−A)として用いた以外は、実施例1と同様に行った。その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は5.0kg/10mm、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は2.1kg/10mmであった。また、混合溶媒浸漬後の試験片の外観に変化はなかった。
アルミニウムシート(I−B)の代わりにアルミニウムシート(III−B)を用いた以外は、実施例1と同様に行ない、容器VI−1を成形した。
成形した多層中空成形容器VI−1に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定したところ、62mgの重量減少であった。
上記の容器VI−1と同様に成形した容器VI−2に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材のアルミニウムシート(III−B)と接着性樹脂の一部分に剥離が見られた。
また、上記の容器VI−1と同様に成形した容器VI−3に、エチルアルコール50容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材のアルミニウムシートと接着性樹脂の一部分に剥離が見られた。
[アルミニウムの表面処理]
水500質量部、グリセリル化キトサン10質量部、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸10質量部を混合した液を、4時間撹拌することによって、グリセリル化キトサンを十分に溶解させ処理剤を得た。
次いで、表面粗さ3μm、厚さ100μmのアルミニウムの片面に、前記処理剤をロールコーターで塗布した後、200℃で30秒間加熱乾燥することによって、アルミニウムの片面に、表面処理層(皮膜層)を形成せしめ、アルミニウムシート(IV−A)とした。
また別に、表面粗さ3μm、厚さ50μmのアルミニウムの片面に、前記処理剤をロールコーターで塗布した後、200℃で30秒間加熱乾燥することによって、アルミニウムの片面に、表面処理層(皮膜層)を形成せしめ、アルミニウムシート(IV−B)とした。
アルミニウムシート(I−A)の代わりにアルミニウムシート(IV−A)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は5.0kg/10mm、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は2.5kg/10mmであった。また、混合溶媒浸漬後の試験片の外観に変化はなかった。
アルミニウムシート(I−B)の代わりにアルミニウムシート(IV−B)を用いた以外は、実施例1と同様に行ない、容器VII−1を成形した。
成形した多層中空成形容器VII−1に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定したところ、58mgの重量減少であった。
上記の容器VII−1と同様に成形した容器VII−2に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材のアルミニウムシート(IV−B)と接着性樹脂の一部分に剥離が見られた。
また、上記の容器VII−1と同様に成形した容器VII−3に、エチルアルコール50容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材のアルミニウムシートと接着性樹脂の一部分に剥離が見られた。
[積層体の製造及び評価]
接着性樹脂(I)の代わりに接着性樹脂(IV)を用いた以外は、実施例1と同様に行ない、厚さ100μmのアルミニウムシート(V−A)及び厚さ50μmのアルミニウムシート(V−B)を作製した。
積層体の評価は、アルミニウムシート(I−A)の代わりにアルミニウムシート(V−A)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は1.0kg/10mm、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は0.5kg/10mm以上(アルミニウムシートと接着性樹脂の界面での剥離不可)であり、浸漬後の接着強度は高くなった。また、混合溶媒浸漬後の試験片の外観に変化はなかった。
アルミニウムシート(I−B)の代わりにアルミニウムシート(V−B)を用いた以外は、実施例1と同様に行なった。その結果、アルミニウムシート(V−B)は、多層中空成形容器に接着しなかった。
[積層体の製造及び評価]
接着性樹脂(I)の代わりに接着性樹脂(V)を用いた以外は、実施例1と同様に行ない、厚さ100μmのアルミニウムシート(VI−A)及び厚さ50μmのアルミニウムシート(VI−B)を作製した。
積層体の評価は、アルミニウムシート(I−A)の代わりにアルミニウムシート(VI−A)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
その結果、混合溶媒浸漬前の接着強度は7.0kg/10mm、混合溶媒浸漬2000時間後の接着強度は樹脂の膨潤により測定できなかった。また、混合溶媒浸漬後の試験片は浸漬前より膨潤しており、重量増加率は145%であった。
アルミニウムシート(I−B)の代わりにアルミニウムシート(VI−B)を用いた以外は、実施例1と同様に行ない、容器VIII−1を成形した。
成形した多層中空成形容器VIII−1に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン(20℃、11質量%エチルアルコール含有)5Lを充填、密閉し、40℃の温度で1000時間静置した。その後、新しいエチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lに入れ替え、密閉し、40℃、1000時間放置後の重量変化を測定したところ、95mgの重量減少であった。
上記の容器VIII−1と同様に成形した容器VIII−2に、エチルアルコール10容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の接着性樹脂が膨潤していた。
また、上記の容器VIII−1と同様に成形した容器VIII−3に、エチルアルコール50容量%含有ガソリン5Lを充填、65℃、6000時間経過後の外観を観察したところ、透過防止用部材の接着性樹脂が膨潤していた。
上記の実施例、比較例、参考例の評価結果などを表1に示す。
2 アルミニウム層
3 皮膜層
4 変性ポリエチレン接着性樹脂層
5 多層中空積層体のピンチオフ部分
Claims (7)
- アルミニウム層(I)と、キトサン類(a)と周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素を含む化合物(b)とを含有してなる処理剤でアルミニウムを処理することによって形成された皮膜層(II)と、不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性されたポリエチレン接着性樹脂層(III)とを含むことを特徴とするプラスチック燃料タンク部材用積層体。
- 前記処理剤は、キトサン類(a)の含有量が0.001〜10質量%、周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素を含む化合物(b)の含有量が0.001〜10質量%であることを特徴とする請求項1に記載のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
- 前記周期表の第3族〜第16族かつ第4〜第6周期の元素は、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及びCrからなる群より選ばれた1種以上の元素であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
- ポリエチレン接着性樹脂層(III)の樹脂は、メルトフローレート(MFR)(試験条件:190℃、2.16kg荷重)が0.1〜100g/10分であり、密度が0.910〜0.965g/cm3であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
- 前記不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性されたポリエチレン接着性樹脂は、未変性ポリエチレン(B)を含む組成物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のプラスチック燃料タンク部材用積層体。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のプラスチック燃料タンク部材用積層体を、プラスチック燃料タンクの表面の少なくとも一部に溶着してなることを特徴とするプラスチック燃料タンク。
- アルコールが5質量%以上含まれる燃料用のタンクであることを特徴とする請求項6に記載のプラスチック燃料タンク。
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