JP2010235660A - 樹脂製フィラーパイプおよびこれを用いた樹脂製フィラーパイプモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料低透過性および成形性に優れた樹脂製フィラーパイプを提供する。
【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により形成されてなる、給油口側の樹脂製フィラーパイプであって、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、かつ上記海相と島相との間に両相の相溶層を有することを特徴とする。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
【選択図】なし
【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により形成されてなる、給油口側の樹脂製フィラーパイプであって、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、かつ上記海相と島相との間に両相の相溶層を有することを特徴とする。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
【選択図】なし
Description
本発明は、自動車等に用いられる樹脂製フィラーパイプおよびこれを用いた樹脂製フィラーパイプモジュールに関するものである。
従来、自動車等の燃料タンクへのガソリン燃料の供給配管構造は、例えば、図７に示すように、燃料タンク１４からゴム製のフィラーホース１１を延ばし、これに金属製のフィラーパイプ１２の端部を差し込んで接続した構造となっている。ここで、１２ａは給油口、１２ｂはフィラーパイプ１２の車体（図示せず）への取付金具、１３は燃料タンク１４の樹脂製取付けパイプ（ジョイント）、１３ａはその取付金具である。燃料タンク１４内へのガソリン燃料の供給は、給油口１２ａから給油ガン（図示せず）を挿入し、上記燃料タンク１４の取付けパイプ１３に取り付けたフィラーホース１１を通して、燃料タンク１４内にガソリン燃料を供給することにより行われている。このような自動車用燃料配管構造においては、地球環境保全の観点から、ガソリン燃料が大気中に飛散しないような対処を施すことが必要となっている。そのため、上記フィラーパイプとしては、上記のような金属製フィラーパイプ１２が用いられている（特許文献１の「従来の技術」参照）。
しかしながら、上記金属製フィラーパイプ１２は、燃料（蒸気）低透過性の点では有利であるが、軽量化の点で不利であり、燃費が悪くなるという難点がある。そこで、軽量化のため、金属製フィラーパイプ１２に代えて、樹脂製フィラーパイプを用いることが考えられるが、金属製フィラーパイプ１２と略同等の燃料（蒸気）低透過性を得ることは困難であり、また、樹脂製フィラーパイプの成形性の点でも難点がある。このように、金属製フィラーパイプ１２と略同等の燃料低透過性を備え、しかも成形性に優れた樹脂製フィラーパイプは実現されていないのが実情である。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、燃料低透過性および成形性に優れた樹脂製フィラーパイプおよびこれを用いた樹脂製フィラーパイプモジュールの提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により形成されてなる、給油口側の樹脂製フィラーパイプであって、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、かつ上記海相と島相との間に両相の相溶層を有する樹脂製フィラーパイプを第１の要旨とする。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
この樹脂製フィラーパイプは、フィラーホースに、図７のフィラーパイプ１２のように差し込んで結合するか、そのフィラーパイプの端部をフィラーホースの端部に溶着して結合される。
また、本発明は、樹脂製フィラーパイプモジュールを第２の要旨とするものである。そのモジュールＡは、上記樹脂製フィラーパイプを発展させてなるものであって、フィラーパイプ部とフィラーホース部とが一体形成されてなり、上記フィラーパイプ部とフィラーホース部とが、下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により形成されている。そして、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、上記海相と島相との間に両相の相溶層を有している。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
この樹脂製フィラーパイプモジュールＡは、図１に示すように、高密度ポリエチレン樹脂製等の燃料タンクＴに溶着された、高密度ポリエチレン樹脂製等の溶着ジョイント１５に対して、同図のように取付けられる。図において、Ｔａは燃料タンクＴの開口部であり、ＲはＯリングである。
さらに、本発明は、フィラーパイプ部とフィラーホース部と溶着ジョイント部とが一体形成された樹脂製フィラーパイプモジュールを第３の要旨とするものである。そのモジュールＢは、上記フィラーパイプ部とフィラーホース部と溶着ジョイント部とが、下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により形成されている。そして、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、上記海相と島相との間に両相の相溶層を有している。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。
この樹脂製フィラーパイプモジュールＢは、図２に示すように、その溶着ジョイント部２を、高密度ポリエチレン樹脂製等の燃料タンクＴに溶着して取付けられる。図において、１ａはフィラーパイプ部、１ｂはフィラーホース部、Ｔａは燃料タンクＴの開口部である。
すなわち、本発明者らは、燃料低透過性および成形性に優れた樹脂製フィラーパイプを得るため、樹脂材料について鋭意研究を重ねた。この研究の過程で、本発明者らは、上記フィラーパイプそのものを、高密度ポリエチレン樹脂からなる海相中に、ポリアミド樹脂からなる島相が分散したアロイ材で構成することを想起した。そして、この着想に基づき、上記海相を構成する高密度ポリエチレン樹脂について研究を重ねた結果、高酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ａ）と、酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｂ）と、未変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｃ）とからなる高密度ポリエチレン樹脂を用いるとともに、上記アロイ材中の上記高酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ａ）の含有割合を（Ａ）〜（Ｄ）の合計量全体の２〜１９重量％とし、上記海相と島相との間に両相の相溶層を形成すると、従来の金属製フィラーパイプに匹敵する、燃料低透過性を有するとともに、成形性にも優れた樹脂製フィラーパイプが得られることを見いだし、本発明に到達した。
この理由については明らかではないが、以下のように考えられる。すなわち、本発明の樹脂製フィラーパイプを構成するアロイ材は、図３の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に示すように、海相（黒く写っているところ）と、島相（白く写っているところ）との界面に相溶層（白くぼやけて写っている層）が形成されていることが確認されている。本発明者らが、上記相溶層について研究、分析したところ、上記相溶層において、海相中の高酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ａ）が、島相中のポリアミド樹脂（Ｄ）と直鎖型に結合し、これが相溶剤として作用し、海島界面の安定化に寄与していると考えられる。また、上記相溶層において、海相中の酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｂ）が、島相中のポリアミド樹脂（Ｄ）とグラフト型に結合し、これが相溶剤として作用し、ポリアミド樹脂（Ｄ）との接着性に寄与していると考えられ、また、海相中の未変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｃ）が、海島の引張強度に寄与していると考えられる。このような理由により、図３に示すアロイ材は、上記相溶層により、海島界面での相溶状態が強化されているものと考えられる。そして、図３に示すアロイ材は、従来の樹脂製アロイ材にみられるような、燃料浸漬による膨張時の海島界面剥離が生じず、界面の燃料透過経路化（燃料が漏れるための経路ができること）がなくなるため、燃料低透過性に優れるようになると考えられる。
すなわち、従来の樹脂製アロイ材〔未変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｃ）のみからなる海相中に、ポリアミド樹脂（Ｄ）からなる島相が分散してなる樹脂製アロイ材〕は、図４の走査電子顕微鏡写真に示すように、海相（黒く写っているところ）と、島相（白く写っているところ）との界面に相溶層が殆ど形成されていない。また、島相の分散度合について、図３と図４のアロイ材を対比すると、図４に示す従来のアロイ材の方が島相の分散度合は良い。このことから、燃料低透過性の向上には、島相の分散度合よりも、海島界面での相溶層の形成が重要であり、有効であることがわかる。
本発明の樹脂製フィラーパイプは、高酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ａ）と、酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｂ）と、未変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｃ）とからなる海相中に、ポリアミド樹脂（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により形成されてなり、上記アロイ材中の上記高酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ａ）の含有割合が、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、かつ上記海相と島相との間に両相の相溶層を有している。そのため、燃料低透過性および成形性の双方に優れている。また、上記のように、高酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ａ）を配合しているため、引張強度も向上している。
また、本発明の樹脂製フィラーパイプモジュールＡ，Ｂは、全体が一体形成されているため、燃料低透過性に優れているだけでなく、部品点数の低減による低コスト化を実現することができる。すなわち、フィラーパイプと、フィラーホースやジョイント（取付けパイプに相当）を組み合わせてモジュール化する場合、従来、つぎのような問題があった。通常、フィラーパイプは金属製、フィラーホースはゴム製、ジョイントは樹脂製であり、各部材が異なる性質の材料である。そのため、各部材を組み付けてモジュール化する場合、組付部からの燃料透過が大きかった。また、各部材を別々に作製するため、部品点数が多く、コストの面でも不利であった。本発明の樹脂製フィラーパイプモジュールは、フィラーパイプ部とフィラーホース部とが、上記アロイ材により一体形成されている（第１のモジュール）か、もしくはフィラーパイプ部とフィラーホース部と溶着ジョイント部とが、上記アロイ材により一体形成されている（第２のモジュール）。そのため、従来のような各部材の組み付けが不要で、組付部からの燃料漏れの問題を解消することができる。また、本発明の、上記溶着ジョイント部を備えた溶着ジョイント一体型樹脂製フィラーパイプモジュールＢは、上記アロイ材により形成されてなるため、ジョイント部と、樹脂製燃料タンクの最外層の、高密度ポリエチレン樹脂（以下、「ＨＤＰＥ」という）からなる層との溶着性（溶着強度）に優れている。そのため、ジョイント部を、樹脂製燃料タンクに直接溶着することができ、ジョイントと燃料タンクとの間の溶着部材が不要となり、部品数の増加、コストの増大を抑制することもできる。
また、上記アロイ材中の上記ポリアミド樹脂（Ｄ）の含有割合が、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２５〜３７重量％である場合には、燃料低透過性が良好となる。
そして、上記アロイ材中の、上記高酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ａ）および酸変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｂ）の総含有割合が、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２０〜３５重量％であり、上記未変性高密度ポリエチレン樹脂（Ｃ）の含有割合が、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の３０〜５０重量％である場合には、燃料低透過性がさらに向上する。
また、上記相溶層の厚みが、１００〜３５０ｎｍの範囲である場合には、海島界面剥離が抑制され、燃料低透過性がより一層向上する。
つぎに、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明の樹脂製フィラーパイプ（図７の金属製フィラーパイプ１２に対応する）は、フィラーパイプそのものが、下記に詳述する特殊なアロイ材からなることが最大の特徴であり、これにより、優れた燃料低透過性を得ることができる。
上記特殊なアロイ材は、高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）と、酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）と、未変性ＨＤＰＥ（Ｃ）からなる海相中に、ポリアミド樹脂（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材であり、上記海相と島相との間に両相の相溶層を有している。ここで、高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）および酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）とは、ＨＤＰＥを不飽和カルボン酸誘導体等の酸で変性したものをいい、未変性ＨＤＰＥ（Ｃ）とは、ＨＤＰＥを変性していないものをいう。そして、上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）は、酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）よりも酸の使用割合（含有割合）が多いものをいう。
上記アロイ材中の高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）の含有割合は、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、好ましくは２〜１０重量％、特に好ましくは３〜８重量％である。すなわち、上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）の含有割合が少なすぎると、島相が海相に分散しないため、材料強度不足となり、また、樹脂製フィラーパイプモジュールの溶着ジョイント部と、燃料タンクとの溶着性が悪くなり、逆に上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）の含有割合が多すぎると、燃料低透過性が悪くなるからである。
上記アロイ材中の、上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）および酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）の総含有割合は、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２０〜３５重量％が好ましく、特に好ましくは２７〜３０重量％である。また、上記上記アロイ材中の未変性ＨＤＰＥ（Ｃ）の含有割合は、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の３０〜５０重量％が好ましく、特に好ましくは３５〜４５重量％である。
上記アロイ材中のポリアミド樹脂（Ｄ）の含有割合は、（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２５〜３７重量％が好ましく、特に好ましくは３０〜３５重量％である。すなわち、上記ポリアミド樹脂（Ｄ）の含有割合が少なすぎると、ＨＤＰＥ〔（Ａ）〜（Ｃ）〕の含有割合が多くなるため、燃料低透過性が悪くなる傾向がみられ、逆に上記ポリアミド樹脂（Ｄ）の含有割合が多すぎると、樹脂製フィラーパイプモジュールの溶着ジョイント部と、燃料タンクとの溶着性が悪くなる傾向がみられるからである。
ここで、上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）、酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）および未変性ＨＤＰＥ（Ｃ）中のＨＤＰＥは、一般的なポリエチレン（ＰＥ）よりも高密度のものをいい、通常、比重が０．９３〜０．９７、好ましくは０．９３〜０．９６であり、かつ、融点が１２０〜１４５℃のものをいう。なお、上記比重は、ＩＳＯ １１８３に基づく値であり、上記融点は、ＩＳＯ ３１４６に基づく値である。
上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）の酸変性率は、２．０重量％以上が好ましく、特に好ましくは２．０〜２．５重量％である。また、上記酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）の酸変性率は、０．５重量％以上、２．０重量％未満が好ましく、特に好ましくは０．５〜１．０重量％である。上記酸としては、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸誘導体等が、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）および酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）は、例えば、ＨＤＰＥに、不飽和カルボン酸や不飽和カルボン酸誘導体等の変性用化合物を、ラジカル開始剤の存在下、グラフト変性することによって得ることができる。そして、上記変性により得られる高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）および酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）は、マレイン酸無水物残基，マレイン酸基，アクリル酸基，メタクリル酸基，アクリル酸エステル基，メタクリル酸エステル基，酢酸ビニル基等の官能基のいずれか、もしくは二種以上の官能基を有する変性ＨＤＰＥであることが好ましい。
上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、通常、１８０００程度であり、また、上記酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）および未変性ＨＤＰＥ（Ｃ）の重量分子量（Ｍｗ）は、通常、２５００００程度である。
つぎに、上記島相を構成するポリアミド樹脂（Ｄ）としては、例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９９（ＰＡ９９）、ポリアミド１０１０（ＰＡ１０１０）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド９１２（ＰＡ９１２）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）、ポリアミド６とポリアミド６６との共重合体（ＰＡ６／６６）、ポリアミド６とポリアミド１２との共重合体（ＰＡ６／１２）等が用いられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、材料コストとバリア性の観点から、ポリアミド６（ＰＡ６）が好ましい。
そして、上記アロイ材は、上記高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）と、酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）と、未変性ＨＤＰＥ（Ｃ）と、ポリアミド樹脂（Ｄ）とを、先に述べたような所定の割合で配合し、例えば、２２０〜２６０℃の温度で、二軸押出機（混練機）等を用いて高剪断をかけて混練することにより得ることができる。
なお、上記アロイ材の材料には、上記（Ａ）〜（Ｄ）に加えて、増核剤（アロイ材全体の０．３〜０．５重量％程度）、難燃剤、酸化防止剤、滑剤、ブロッキング剤等を必要に応じて配合しても差し支えない。
本発明の樹脂製フィラーパイプは、例えば、上記のようにして調製したアロイ材（通常、ペレット状に加工したもの）を用い、溶融押出成形、溶融射出成形、ブロー成形等を行うことにより、製造することができる。なお、成形温度は、通常、２２０〜２６０℃で行われる。
上記樹脂製フィラーパイプを構成するアロイ材は、（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相（マトリクス）中に、ポリアミド樹脂（Ｄ）からなる島相（ドメイン）が微分散されており、かつ上記海相と島相との間には、両相の相溶層が形成されている。上記島相の分散径は、通常、０．５〜１０μｍであり、微分散の海島構造を示す。なお、上記海島構造の観察は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により行うことができる。
また、上記アロイ材における海相と島相との間に形成された相溶層の厚みは、１００〜３５０ｎｍの範囲が好ましく、特に好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲である。上記相溶層の厚みの測定も、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて行うことができる。なお、高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）を添加しない場合のアロイ材の相溶層の厚みは、７０ｎｍ未満であるため、相溶層の厚みを測定することにより、高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）の有無を確認することもできる。
つぎに、本発明の樹脂製フィラーパイプモジュールについて説明する。本発明の樹脂製フィラーパイプモジュールとしては、前記図７に示した、フィラーパイプ１２と、フィラーホース１１とが一体形成されてなるもの（第１の態様のモジュールＡ）と、フィラーパイプ１２と、フィラーホース１１と、取付けパイプ１３に代えて使用する樹脂製の溶着ジョイント（図示せず）とが一体形成されてなるもの（第２の態様のモジュールＢ）とがあげられる。
上記第１の態様のモジュールＡは、フィラーパイプ部とフィラーホース部とからなり、上記フィラーパイプ部とフィラーホース部とが前記アロイ材により一体形成されてなる。この第１の態様のモジュールＡは、例えば、図１に示す、燃料タンクＴに、予め溶着した樹脂製の溶着ジョイント１５に差し込んで用いられる、いわゆるジョイント差込み式モジュールである。上記溶着ジョイント１５は、後記の燃料タンクの材質にあわせて、通常、ＨＤＰＥにより形成される。
また、上記第２の態様のモジュールＢは、例えば、図２に示すように、フィラーパイプ部１ａとフィラーホース部１ｂと溶着ジョイント部２とからなり、上記フィラーパイプ部１ａとフィラーホース部１ｂと溶着ジョイント部２とが前記アロイ材により一体形成されてなる、いわゆるジョイント一体型のモジュールである。この第２の態様のモジュールＢは、溶着ジョイント部２を、樹脂製燃料タンクＴの開口部Ｔａの外周に直接溶着することができるため、従来の溶着に要していた溶着部材は不要となる。
上記樹脂製燃料タンクＴとしては、通常、外側表面（最外層）が、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）層からなり、例えば、図１に示すように、ＨＤＰＥ層（最外層）／変性ＨＤＰＥ層／ＥＶＯＨ層／変性ＨＤＰＥ層／ＨＤＰＥ層（最内層）の５層構造に構成されている。
上記第１の態様のモジュールＡは、例えば、上記のようにして調製したアロイ材（通常、ペレット状に加工したもの）を用い、溶融押出成形、溶融射出成形、ブロー成形等を行うことにより、製造することができる。なお、成形温度は、通常、２２０〜２６０℃で行われる。
また、上記第２の態様のモジュールＢは、例えば、上記のようにして調製したアロイ材（通常、ペレット状に加工したもの）を用い、溶融押出成形、溶融射出成形、ブロー成形等を行うことにより、製造することができる。なお、成形温度は、通常、２２０〜２６０℃で行われる。
上記フィラーパイプ部１ａ、フィラーホース部１ｂおよび溶着ジョイント部２を構成するアロイ材の溶融温度は、溶着ジョイント部２の、樹脂製燃料タンクＴへの溶着を容易にする観点から、２２０〜２６０℃の範囲〔燃料タンクＴの最外層（ＨＤＰＥ層）の溶融温度に近い範囲〕になるよう設定されていることが好ましい。
なお、図２に示すように、上記フィラーパイプモジュールＢの溶着ジョイント部２と、樹脂製燃料タンクＴとの接合（溶着）方法としては、例えば、高い溶着強度が得られる観点から、熱板溶着法、振動溶着法、超音波溶着法、レーザー溶着法等が好適であるが、ホットガス溶着法、回転溶着法であっても差し支えない。
なお、本発明に用いる特殊なアロイ材は、パージ配管、ＯＲＶＲ(Onboard Refueling Vapor Recovery)ホース等の燃料ホースにも使用可能である。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示すアロイ材用の材料を準備した。
〔ポリアミド樹脂、ＰＡ６（Ｄ）〕
宇部興産社製、ＵＢＥナイロン１０１３Ｂ（Ｍｗ：１３０００）
宇部興産社製、ＵＢＥナイロン１０１３Ｂ（Ｍｗ：１３０００）
〔高酸変性ＨＤＰＥ（Ａ）〕
酸変性率２．５重量％のＨＤＰＥ（三洋化成社製、ユーメックス２０００、Ｍｗ：１８０００）
酸変性率２．５重量％のＨＤＰＥ（三洋化成社製、ユーメックス２０００、Ｍｗ：１８０００）
〔酸変性ＨＤＰＥ（Ｂ）〕
酸変性率０．５重量％のＨＤＰＥ（日本ポリエチレン社製、アドテックスＤＨ０２００、Ｍｗ：約２５００００）
酸変性率０．５重量％のＨＤＰＥ（日本ポリエチレン社製、アドテックスＤＨ０２００、Ｍｗ：約２５００００）
〔未変性ＨＤＰＥ（Ｃ）〕
日本ポリエチレン社製、ＨＢ１１１Ｒ（Ｍｗ：２５００００）
日本ポリエチレン社製、ＨＢ１１１Ｒ（Ｍｗ：２５００００）
つぎに、上記各材料を用いて、アロイ材からなるペレットを下記のように作製した。
〔ペレットＡ〜Ｆ（実施例用），ペレットａ〜ｃ（比較例用）の作製〕
下記の表１および表２に示すように、各成分を同表に示す割合で配合し、二軸混練押出機（日本製鋼所社製、ＴＥＸ３０α）を用いて、樹脂温度２７０℃で混練し、アロイ材からなるペレットを作製した。そして、各ペレットの海相，島相の分散状態を、走査電子顕微鏡（日立テクノロジーズ社製、Ｓ４８００）を用いて観察するとともに、両相の相溶層の厚みを測定した。これらの結果を、下記の表１および表２に併せて示した。
下記の表１および表２に示すように、各成分を同表に示す割合で配合し、二軸混練押出機（日本製鋼所社製、ＴＥＸ３０α）を用いて、樹脂温度２７０℃で混練し、アロイ材からなるペレットを作製した。そして、各ペレットの海相，島相の分散状態を、走査電子顕微鏡（日立テクノロジーズ社製、Ｓ４８００）を用いて観察するとともに、両相の相溶層の厚みを測定した。これらの結果を、下記の表１および表２に併せて示した。
つぎに、上記各ペレットを用い、金型内に溶融射出成形（成形温度：２６０℃）して、図５に示すような有天円筒状の試験片１′（高さ１０ｍｍ、内径７０ｍｍ、周壁および天壁の厚み４ｍｍ）を作製した。
このようにして得られた各試験片を用い、下記の基準に従って、燃料透過量の評価を行った。これらの結果を、上記表１および表２に併せて示した。
〔燃料透過量〕
樹脂製燃料タンクの構成材に相当するシート材として、ＨＤＰＥ／変性ＨＤＰＥ／ＥＶＯＨ／変性ＨＤＰＥ／ＨＤＰＥの５層構造からなるシート材（厚み１０ｍｍ）を作製した。つぎに、そのシート材に、上記試験片の下端開口内径と同径の開口部を形成した。そして、この開口部と試験片の下端開口部とを位置合わせした状態で、試験片を上記シート材の片面（ＨＤＰＥ層の表面）に熱板溶着（２６０℃×２０秒間）により溶着し、各サンプルを作製した。つぎに、図６に示すように、カップ形状の容器６を準備し、この容器６に、Ｆｕｅｌ Ｃ〔トルエン：イソオクタン＝５０：５０（容量基準）〕と、エタノールとの混合燃料液（ＦＣ／Ｅ１０）〔Ｆｕｅｌ Ｃ：エタノール＝９０：１０（容量基準）〕７を収容した。図において、５はシート材、５ａはその開口、１′は試験片を示す。上記容器６は、上端部が拡径した段部を有しており、上端開口部内周面には、雌螺子が螺刻（図示せず）されている。そして、上記容器６の段部に、リング状のシールゴム８を介して、上記サンプルを重ね、さらに、リング状の螺子蓋９を上端開口部に螺合させて上記サンプルのシート材５の部分を締め付けることにより、容器６を密封した。このようにして、燃料透過量を測定する試験装置を作製した。そして、その試験装置を上下逆さまにした状態で、雰囲気を４０℃に保ち、１ケ月間、毎日１回試験装置の重量を測定し、１日当たりの重量変化を算出した。そして、その重量変化が安定した時の１日当たりの重量変化を燃料透過量とした。なお、本発明においては、上記燃料透過量（ｍｇ・ｍｍ／ｃｍ2 ／ｄａｙ）が４．０以下であることが要求される。
樹脂製燃料タンクの構成材に相当するシート材として、ＨＤＰＥ／変性ＨＤＰＥ／ＥＶＯＨ／変性ＨＤＰＥ／ＨＤＰＥの５層構造からなるシート材（厚み１０ｍｍ）を作製した。つぎに、そのシート材に、上記試験片の下端開口内径と同径の開口部を形成した。そして、この開口部と試験片の下端開口部とを位置合わせした状態で、試験片を上記シート材の片面（ＨＤＰＥ層の表面）に熱板溶着（２６０℃×２０秒間）により溶着し、各サンプルを作製した。つぎに、図６に示すように、カップ形状の容器６を準備し、この容器６に、Ｆｕｅｌ Ｃ〔トルエン：イソオクタン＝５０：５０（容量基準）〕と、エタノールとの混合燃料液（ＦＣ／Ｅ１０）〔Ｆｕｅｌ Ｃ：エタノール＝９０：１０（容量基準）〕７を収容した。図において、５はシート材、５ａはその開口、１′は試験片を示す。上記容器６は、上端部が拡径した段部を有しており、上端開口部内周面には、雌螺子が螺刻（図示せず）されている。そして、上記容器６の段部に、リング状のシールゴム８を介して、上記サンプルを重ね、さらに、リング状の螺子蓋９を上端開口部に螺合させて上記サンプルのシート材５の部分を締め付けることにより、容器６を密封した。このようにして、燃料透過量を測定する試験装置を作製した。そして、その試験装置を上下逆さまにした状態で、雰囲気を４０℃に保ち、１ケ月間、毎日１回試験装置の重量を測定し、１日当たりの重量変化を算出した。そして、その重量変化が安定した時の１日当たりの重量変化を燃料透過量とした。なお、本発明においては、上記燃料透過量（ｍｇ・ｍｍ／ｃｍ2 ／ｄａｙ）が４．０以下であることが要求される。
上記表１および表２の結果から明らかなように、実施例用のペレットＡ〜Ｆは、燃料透過量が少なかった。特に高酸変性ＨＤＰＥの含有割合が２〜１０％であるペレットＡ〜Ｄは、燃料低透過性が特に良好であった。これに対して、比較例用のペレットｃは、高酸変性ＨＤＰＥの配合量が多すぎるため、島相の分散性が悪く、燃料低透過性に劣っていた。なお、比較例用のペレットａ，ｂは、燃料透過量は少なかったが、後記のように、フィラーホースとの溶着性、溶着ジョイントへの差し込み性、タンクとの溶着性が劣っていた。
つぎに、上記各ペレットを用いて、樹脂製フィラーパイプを作製した。
〔実施例１〜６、比較例１〜３〕
上記各ペレットを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、樹脂製フィラーパイプを作製した（内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．５ｍ）。
上記各ペレットを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、樹脂製フィラーパイプを作製した（内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．５ｍ）。
このようにして得られた実施例品および比較例品の樹脂製フィラーパイプを用い、下記の基準に従って、フィラーホースとの溶着性の評価を行った。これらの結果を、下記の表３および表４に併せて示した。
〔フィラーホースとの溶着性〕
まず、前記表１に示したペレットＣを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、樹脂製フィラーホースを作製した（内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．２５ｍ）。つぎに、マンドレルに先に作製された樹脂製フィラーパイプを差し込み、その上に上記のようにして作製した各樹脂製フィラーホースを差し込み、両者をその接合部で溶着させた（溶着条件：２６０℃×２０秒）。溶着性の評価は、溶着部を切り出して引張試験を行い、溶着部以外でネッキングして破断したものを○、溶着界面で剥離したものを×とした。
まず、前記表１に示したペレットＣを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、樹脂製フィラーホースを作製した（内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．２５ｍ）。つぎに、マンドレルに先に作製された樹脂製フィラーパイプを差し込み、その上に上記のようにして作製した各樹脂製フィラーホースを差し込み、両者をその接合部で溶着させた（溶着条件：２６０℃×２０秒）。溶着性の評価は、溶着部を切り出して引張試験を行い、溶着部以外でネッキングして破断したものを○、溶着界面で剥離したものを×とした。
上記表３および表４の結果から明らかなように、実施例品は、比較例品に比べて、フィラーホースとの溶着性が優れていた。
つぎに、上記各ペレットを用いて、フィラーパイプ部とフィラーホース部とが一体形成されてなる、差込み式モジュール（モジュールＡ）を作製した。
〔実施例７〜１２、比較例４〜６〕
上記各ペレットを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、フィラーパイプ部とフィラーホース部とが一体形成されてなるモジュールを作製した（内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．５ｍ）。
上記各ペレットを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、フィラーパイプ部とフィラーホース部とが一体形成されてなるモジュールを作製した（内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．５ｍ）。
このようにして得られた実施例品および比較例品のモジュールを用い、下記の基準に従って、溶着ジョイントへの差し込み性（図１参照）の評価を行った。これらの結果を、下記の表５および表６に併せて示した。
〔溶着ジョイントへの差し込み性〕
各モジュールを、樹脂製燃料タンク（ＨＤＰＥ／変性ＨＤＰＥ／ＥＶＯＨ／変性ＨＤＰＥ／ＨＤＰＥの５層構造）に溶着した溶着ジョイントに差し込み、差し込み性の評価を行った。差し込み性の評価は、各モジュールおよび樹脂製燃料タンク内に、Ｆｕｅｌ Ｃ〔トルエン：イソオクタン＝５０：５０（容量基準）〕と、メタノールとの混合燃料液（Ｆｕｅｌ Ｃ／Ｍ１５）〔Ｆｕｅｌ Ｃ：メタノール＝８５：１５（容量基準）〕を封入した後、モジュールの端部を密栓した。これを８０℃で１２５時間放置した後、各モジュールを溶着ジョイントから引き抜き、引き抜き強度が９８Ｎ以上のものを○、引き抜き強度が９８Ｎ未満のものを×とした。
各モジュールを、樹脂製燃料タンク（ＨＤＰＥ／変性ＨＤＰＥ／ＥＶＯＨ／変性ＨＤＰＥ／ＨＤＰＥの５層構造）に溶着した溶着ジョイントに差し込み、差し込み性の評価を行った。差し込み性の評価は、各モジュールおよび樹脂製燃料タンク内に、Ｆｕｅｌ Ｃ〔トルエン：イソオクタン＝５０：５０（容量基準）〕と、メタノールとの混合燃料液（Ｆｕｅｌ Ｃ／Ｍ１５）〔Ｆｕｅｌ Ｃ：メタノール＝８５：１５（容量基準）〕を封入した後、モジュールの端部を密栓した。これを８０℃で１２５時間放置した後、各モジュールを溶着ジョイントから引き抜き、引き抜き強度が９８Ｎ以上のものを○、引き抜き強度が９８Ｎ未満のものを×とした。
上記表５および表６の結果から明らかなように、実施例品は、比較例品に比べて、溶着ジョイントへの差し込み性が優れていた。
また、上記各ペレットを用いて、フィラーパイプ部とフィラーホース部と溶着ジョイント部とが一体形成されてなる、ジョイント一体型モジュール（モジュールＢ）を作製した。
〔実施例１３〜１８、比較例７〜９〕
上記各ペレットを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、フィラーパイプ部とフィラーホース部と溶着ジョイント部とが一体形成されてなるモジュールを作製した（ホース部の内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．６ｍ）。
上記各ペレットを用い、ブロー成形機を使用して（成形温度：２６０℃）、フィラーパイプ部とフィラーホース部と溶着ジョイント部とが一体形成されてなるモジュールを作製した（ホース部の内径２５ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ０．６ｍ）。
このようにして得られた実施例品および比較例品のモジュールを用い、下記の基準に従って、タンクとの溶着性の評価を行った。これらの結果を、下記の表７および表８に併せて示した。
〔タンクとの溶着性〕
樹脂製燃料タンク（ＨＤＰＥ／変性ＨＤＰＥ／ＥＶＯＨ／変性ＨＤＰＥ／ＨＤＰＥの５層構造）に、各モジュールを溶着（溶着条件：２６０℃×２０秒）した。その後、モジュールとタンクとの溶着性を評価した。溶着性の評価は、溶着部を切り出して引張試験を行い、溶着部以外でネッキングして破断したものを○、溶着界面で剥離したものを×とした。
樹脂製燃料タンク（ＨＤＰＥ／変性ＨＤＰＥ／ＥＶＯＨ／変性ＨＤＰＥ／ＨＤＰＥの５層構造）に、各モジュールを溶着（溶着条件：２６０℃×２０秒）した。その後、モジュールとタンクとの溶着性を評価した。溶着性の評価は、溶着部を切り出して引張試験を行い、溶着部以外でネッキングして破断したものを○、溶着界面で剥離したものを×とした。
上記表７および表８の結果から明らかなように、実施例品は、比較例品に比べて、タンクとの溶着性が優れていた。
本発明の樹脂製フィラーパイプおよびこれを用いた樹脂製フィラーパイプモジュールは、自動車等の燃料タンクにガソリン燃料を供給するために用いられる。
Claims (15)
- 下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により形成されてなる、給油口側の樹脂製フィラーパイプであって、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、かつ上記海相と島相との間に両相の相溶層を有することを特徴とする樹脂製フィラーパイプ。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。 - 上記（Ｄ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２５〜３７重量％である請求項１記載の樹脂製フィラーパイプ。
- 上記（Ａ）および（Ｂ）の総含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２０〜３５重量％であり、上記（Ｃ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の３０〜５０重量％である請求項１または２記載の樹脂製フィラーパイプ。
- 上記（Ａ）の酸変性率が２．０重量％以上であり、上記（Ｂ）の酸変性率が０．５重量％以上、２．０重量％未満である請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂製フィラーパイプ。
- 上記相溶層の厚みが、１００〜３５０ｎｍの範囲である請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂製フィラーパイプ。
- 給油口側のフィラーパイプ部と、それに続く燃料タンク側のフィラーホース部とが一体形成されてなる樹脂製フィラーパイプモジュールであって、上記フィラーパイプ部とフィラーホース部とが、下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により一体形成されてなり、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、かつ上記海相と島相との間に両相の相溶層を有することを特徴とする樹脂製フィラーパイプモジュール。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。 - 上記（Ｄ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２５〜３７重量％である請求項６記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
- 上記（Ａ）および（Ｂ）の総含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２０〜３５重量％であり、上記（Ｃ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の３０〜５０重量％である請求項６または７記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
- 上記（Ａ）の酸変性率が２．０重量％以上であり、上記（Ｂ）の酸変性率が０．５重量％以上、２．０重量％未満である請求項６〜８のいずれか一項に記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
- 上記相溶層の厚みが、１００〜３５０ｎｍの範囲である請求項６〜９のいずれか一項に記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
- 給油口側のフィラーパイプ部と、それに続く燃料タンク側のフィラーホース部と、燃料タンクへの溶着部となる溶着ジョイント部とが一体形成されてなる樹脂製フィラーパイプモジュールであって、上記フィラーパイプ部とフィラーホース部と溶着ジョイント部とが、下記の（Ａ）〜（Ｃ）からなる海相中に、下記の（Ｄ）からなる島相が分散したアロイ材により一体形成されてなり、上記（Ａ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２〜１９重量％であり、かつ上記海相と島相との間に両相の相溶層を有することを特徴とする樹脂製フィラーパイプモジュール。
（Ａ）高酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｂ）酸変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｃ）未変性高密度ポリエチレン樹脂。
（Ｄ）ポリアミド樹脂。 - 上記（Ｄ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２５〜３７重量％である請求項１１記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
- 上記（Ａ）および（Ｂ）の総含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の２０〜３５重量％であり、上記（Ｃ）の含有割合が（Ａ）〜（Ｄ）合計量全体の３０〜５０重量％である請求項１１または１２記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
- 上記（Ａ）の酸変性率が２．０重量％以上であり、上記（Ｂ）の酸変性率が０．５重量％以上、２．０重量％未満である請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
- 上記相溶層の厚みが、１００〜３５０ｎｍの範囲である請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の樹脂製フィラーパイプモジュール。
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