JP2011132336A - 燃料タンク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を溶融成形してなる燃料タンクであって、前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が、(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂78〜88重量%、(b)エポキシ基含有オレフィン共重合体1〜21重量%、および(c)エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン/α−オレフィン共重合体1〜21重量%(ただし各成分の合計を100重量%とする。)からなり、前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が0.01〜1重量%、かつナトリウム含有量が300ppm以上であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
(2)前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂をASTM−D1238に従い、315.5℃、5000g荷重で測定したメルトフローレートが50〜200g/10分であることを特徴とする前記(1)に記載の燃料タンク。
(3)前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂がクエンチ法で得られたものである前記(1)または(2)に記載の燃料タンク。
(4)前記(b)エポキシ基含有オレフィン共重合体がエチレン90〜99重量%とα,β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル1〜10重量%の共重合体であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の燃料タンク。
(5)前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂が連続相を形成する一方、前記(b)エポキシ基含有オレフィン重合体のシェル相中に前記(c)エチレン/α−オレフィン共重合体のコア相が包含されたコアシェル型分散相を形成し、かつその平均分散粒径が1〜200nmであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の燃料タンク。
(6)前記燃料タンクを構成する補強構造、構成部品の一部または全部を一体成形したことを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の燃料タンク。
(7)前記燃料タンクが、補強支柱構造を有することを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の燃料タンク。
(8)前記燃料タンクが、メンテナンスホールを有することを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の燃料タンク。
(Rは水素原子または低級アルキル基を示す)で示される化合物であり、具体的にはアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルおよびエタクリル酸グリシジルなどが挙げられるが、中でもメタクリル酸グリシジルが好ましく使用される。
PPS樹脂約10gを秤量して円筒形濾紙に入れ、クロロホルム200mLを用いて、バス温120℃で、5時間ソックスレー抽出を行った。抽出後、クロロホルムを留去し、残差量を秤量しポリマー重量当たりで計算した。
PPS樹脂5gを白金皿上に乗せ538℃で灰化処理し、塩酸処理したものを島津製作所製の原子吸光度計AA−670を使用し、原子吸光分析によって測定した。
PPS樹脂組成物を使用して、射出成形により、ASTM1号ダンベル試験片を成形した。(a)PPS樹脂マトリックス中の(b)エポキシ基含有オレフィン共重合体、および(c)エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン/α−オレフィン共重合体の分散形態が、コアシェル構造が形成しているか否かは、試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部を染色した後、室温にて0.1μm以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で1万倍で観察を行った。同一視野に20個以上の分散相が観察される状態で、個々の分散相につきコアシェル構造が形成されているか否かを判別し、全分散相の数に対する、コアシェル構造を有する分散相の割合から以下のように判定した。◎は、良好、○は、やや良好、×は、不十分である。
◎:コアシェル構造の形成が80%以上
○:コアシェル構造の形成が50%以上、80%未満
×:コアシェル構造の形成が50%未満
PPS樹脂組成物を使用して、射出成形により、ASTM1号ダンベル試験片を成形した。試験片の中央部を流れ方向に対して直角方向に切断し、その断面の中心部から無染色、凍結法で0.1μm以下の薄片を切削し、透過型電子顕微鏡で1万倍で観察した。無作為に選択した100個のコアシェル型分散相について、まずそれぞれのコア層外径の最大径と最小径を測定して平均値を求めて、各分散相の粒子径とし、その後、100個を平均して平均粒子径とした。
PPS樹脂組成物のMFRを、測定温度315.5℃、5000g荷重とし、ASTM−D1238に従って測定した。
PPS樹脂組成物を使用して、射出成形により、ASTM1号ダンベル試験片を成形した。得られたASTM1号ダンベル試験片を用い、温度雰囲気を−40℃にした以外はASTM D638に従って、引張速度500mm/minの条件で破断伸びを測定した。3個の試験片について測定し、平均値を求めた。
PPS樹脂組成物を使用して、射出成形により、ASTM−D256に規定された、厚さ1/8インチのノッチ付試験片を作成した。ASTM−D256に従って、23℃でノッチ付アイゾット衝撃強度を測定した。5個の試験片について測定し、平均値を求めた。
測定温度を−40℃にした以外は上記のアイゾット衝撃強度と同様にして、ASTM D256に従ってノッチ付きアイゾット衝撃強度を測定した。
PPS樹脂組成物を使用して、射出成形により、ASTM−D790に規定された、厚さ1/4インチの曲げ試験片を作成した。ASTM−D790に従って、23℃で曲げ試験を行い、弾性率を測定した。3個の試験片について測定し、平均値を求めた。
PPS樹脂組成物を使用し後述の製造方法により製造した燃料タンクのメンテナンスホールの初期内径(図5において、アッパシェル4の内径寸法45)をノギスで測定した。次に溶着したタンク容器内へ試験燃料(トルエン)をタンク容量に対して約75%封入し、65℃で2000hソークした。ソーク後のメンテナンスホールの内径(図5の内径寸法45)をノギスで測定し、燃料ソーク後と初期の内径の差を測定し、得られた内径寸法変化を膨潤変形量とした。
PPS樹脂組成物を使用し後述の製造方法により製造した燃料タンクの容器内へ試験燃料(トルエン)をタンク容量に対して約75%封入し、65℃で2000hソークしたタンク内に圧縮空気を充填し正圧20kPaを加えてタンク変形量を確認した。タンク変形量については、正圧負荷前後のタンク高さを高さゲージで測定し、その変化量を求めた。
上記(11)のタンク変形量の測定に続いてタンク内に正圧50kPaを加えて、タンク本体を水没させてOリングシール部の気密モレ有無を確認した。○は、気密モレなし、×は、気密モレありである。
上記(12)のシール性試験に続いて、更にタンク内に正圧200kPaを3秒間加え、支柱締結部の破壊有無を確認した。支柱締結部破壊については、耐圧性試験後、メンテナンスホールのキャップを外し、タンク内部の支柱締結部破壊有無(図4において、ロアシェル5の支柱締結部53での破壊部54の有無)を確認した。正圧を加え、支柱締結部が破壊しないものを○、破壊したものを×と判定した。
PPS樹脂組成物を使用し後述の製造方法により製造した燃料タンクの容器内へ不凍液(エチレングリコール)をタンク容量に対して約75%封入し、−40℃恒温層で3時間温調する。恒温層から取り出し、素早く図6のように燃料タンク60を低温衝撃性装置61にセットし、直径125mmの鉄製ポールを備えたポール付台車62をレール63上を走行させてタンクに衝突させた。衝突の際のエネルギーを1000Jとした。衝突させたときのタンクの衝撃破壊の程度を確認した。破壊の程度を以下のように判定した。
◎:塑性変形したが、破壊しなかったもの
○:塑性変形し、タンクのコーナー部に裂けが発生したが貫通亀裂にはならなかったもの
×:脆性的に破壊し亀裂が伸展して液モレしたもの
××:脆性的に破壊し破片が飛散したもの
撹拌機および底栓弁付きの70リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.27kg(70.00モル)、96%水酸化ナトリウム2.94kg(70.63モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11.45kg(115.50モル)、酢酸ナトリウム2.24kg(27.3モル)、及びイオン交換水5.50kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら245℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水9.77kgおよびNMP0.28kgを留出した後、反応容器を200℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.06モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.02モルであった。
参考例1と同様に反応を行い、80メッシュ金網(目開き0.175mm)で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にNMP約35リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を70リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計3回繰り返した。得られた固形物および酢酸32gを70リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過し、更に得られた固形物を70リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過して固形物を回収した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、120℃で乾燥することにより、乾燥PPS樹脂を得た。得られたPPS樹脂A−2は、クロロホルム抽出量が0.1重量%、ナトリウム含有量が65ppm、MFRが95g/10分であった。
撹拌機および底栓弁付きの70リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.27kg(70.00モル)、96%水酸化ナトリウム2.94kg(70.63モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11.45kg(115.50モル)、酢酸ナトリウム1.89kg(23.1モル)、及びイオン交換水5.50kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら245℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水9.77kgおよびNMP0.28kgを留出した後、反応容器を200℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.06モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.02モルであった。
撹拌機および底栓弁付きの70リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.27kg(70.00モル)、96%水酸化ナトリウム2.91kg(69.80モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11.45kg(115.50モル)、酢酸ナトリウム2.24kg(27.3モル)、及びイオン交換水10.5kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら245℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水14.78kgおよびNMP0.28kgを留出した後、反応容器を200℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.06モルであった。また、硫化水素の飛散量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.02モルであった。
下記に示す各成分を表1,2に記載の各割合でドライブレンドした後、日本製鋼所社製TEX30型2軸押出機で、可塑化部のシリンダー温度を290℃、混練部のシリンダー温度を230℃、スクリュー回転数を300rpmの条件に設定して、実施例1〜6、比較例1〜5はスクリュー混練部に低発熱混練エレメントとしてフライトチップ部を螺旋角度75度で傾斜したスクリューエレメント、切り欠き形状のエレメントをそれぞれ3ユニットずつ導入したスクリューを用い、実施例7はスクリュー混練部に通常のニーディングディスクを6ユニット導入したスクリューを用いて溶融混練を行い、ダイから吐出されるガットは即座に水浴にて冷却し、ストランドカッターによりペレット化した後、110℃で1晩乾燥してPPS樹脂組成物を得た。
実施例1〜7および比較例1〜5のPPS樹脂組成物を用いて、図3に示すような燃料タンクを製造した。この燃料タンクは、射出成形にて二分割形成した分割成形体としての、下面が開口した倒立有底カップ状のアッパシェル4と、上面が開口した有底カップ状のロアシェル5とを、溶着部6で溶着してなるものである。
A−1:参考例1に記載の方法で重合したPPS樹脂
A−2:参考例2に記載の方法で重合したPPS樹脂
A−3:参考例3に記載の方法で重合したPPS樹脂
A−4:参考例4に記載の方法で重合したPPS樹脂
B−1:エチレン/メタクリル酸グリシジル=92/8(重量比)の共重合体(住友化学製“ボンドファースト”ETX−6)
B−2:エチレン/メタクリル酸グリシジル=88/12(重量比)の共重合体(住友化学製“ボンドファースト”BF−E)
C−1:MFR=0.5g/10分(190℃、2.16kg荷重)、密度0.861g/cm3のエチレン/1−ブテン共重合体(三井化学製“タフマー”TX−610)
C−2:MFR=0.5g/10分(190℃、2.16kg荷重)、密度0.868g/cm3のエチレン/1−オクテン共重合体(ダウケミカル製“エンゲージ”ENR8150)
D−1:エチレン/プロピレン/ジエン共重合体(三井化学製三井EPT3045)
2 (b)エポキシ基含有オレフィン共重合体
3 (c)エチレン/α−オレフィン共重合体
4 アッパシェル
5 ロアシェル
6 溶着部
7 補強支柱
8 メンテナンスホール
9 Oリング
10 メンテナンスホールキャップ
11 バヨネット爪
41 下端面
42 フランジ
43 支柱締結部
44 メンテナンスホールの取付けフランジ
45 メンテナンスホールの内径寸法
51 上端面
52 フランジ
53 支柱締結部
54 支柱締結部の破壊部
60 燃料タンク
61 低温衝撃性試験装置
62 ポール付台車
63 レール
Claims (8)
- ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を溶融成形してなる燃料タンクであって、前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が、(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂78〜88重量%、(b)エポキシ基含有オレフィン共重合体1〜21重量%、および(c)エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとを共重合して得られるエチレン/α−オレフィン共重合体1〜21重量%(ただし各成分の合計を100重量%とする。)からなり、前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂のクロロホルム抽出量が0.01〜1重量%、かつナトリウム含有量が300ppm以上であることを特徴とする燃料タンク。
- 前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂をASTM−D1238に従い、315.5℃、5000g荷重で測定したメルトフローレートが50〜200g/10分であることを特徴とする請求項1に記載の燃料タンク。
- 前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂がクエンチ法で得られたものである請求項1または2に記載の燃料タンク。
- 前記(b)エポキシ基含有オレフィン共重合体がエチレン90〜99重量%とα,β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル1〜10重量%の共重合体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燃料タンク。
- 前記(a)ポリフェニレンスルフィド樹脂が連続相を形成する一方、前記(b)エポキシ基含有オレフィン重合体のシェル相中に前記(c)エチレン/α−オレフィン共重合体のコア相が包含されたコアシェル型分散相を形成し、かつその平均分散粒径が1〜200nm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燃料タンク。
- 前記燃料タンクを構成する補強構造、構成部品の一部または全部を一体成形したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の燃料タンク。
- 前記燃料タンクが、補強支柱構造を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の燃料タンク。
- 前記燃料タンクが、メンテナンスホールを有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の燃料タンク。
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