JP2011168072A - 自動車用燃料タンク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、外壁10は、少なくとも外側から順に、表皮層11、本体発泡層12、外部接着剤層13、バリヤ層14、内部接着剤層15及び内部本体層16から一体的に形成されている。表皮層11と内部本体層16は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、本体発泡層12は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、外部接着剤層13と内部接着剤層15は、それぞれ本体発泡層12と内部本体層16とバリヤ層14の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、バリヤ層14は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されている。
【選択図】図2
Description
合成樹脂製の自動車用燃料タンクの製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した熱可塑性合成樹脂部材のパリソンを円筒状にしてノズルから下方へ押出して、そのパリソンを金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、自動車用燃料タンクを製造していた。
そして、高い揮発性を有するガソリンは、燃料タンク内では蒸気圧に基づき絶えず気化―液化を繰り返し、平衡状態を保っている。
この場合は、燃料タンク101の外壁110は、最外層111、バリヤ層112と内層113から構成され、外壁110の外表面に断熱材としての被覆材層120が取付けられている。被覆材層120としては、合成樹脂の発泡体又は中空繊維の編物等が使用される。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、燃料タンク内の燃料の蒸気圧上昇を抑制するとともに、製造が容易でコストに優れた燃料タンクを提供することを課題とするものである。
外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成され、
表皮層と内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、
本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、
外部接着剤層は、本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、内部接着剤層は、内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、
バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンクである。
また、本体発泡層を有するため、燃料タンクを軽量化することができる。
本体発泡層の肉厚は3〜15mmであるため、充分な断熱効果を有することができる。本体発泡層の肉厚が3mm未満では充分な断熱効果を有することができず、15mmを超える場合には断熱効果を増加させることがなく無駄であり、燃料タンクの外形が大きくなり、車体のスペースを多く必要となる。
本体発泡層の密度が0.2g/立方センチメートル未満では、本体発泡層の強度が充分ではなく、成形中や使用中に本体発泡層が変形する恐れがあり、0.5g/立方センチメートルを超える場合には充分な断熱効果を有することができない。
さらに、燃料タンク1の上面には、内部の燃料蒸気を回収するホース等を接続する各所の取付孔6が形成されている。
表皮層11と内部本体層16に使用する高密度ポリエチレン(HDPE)は、例えば、具体的には以下のポリエチレンを使用することができる。
高密度ポリエチレン(HDPE)は、溶融流動速度(MRF:21.6kg/10min)が5〜7であって、密度(g/立方センチメートル)が0.94〜0.95のものを使用することができる。
高密度ポリエチレン(HDPE)を主材として含有する再生材は、例えば、本願発明のように、使用後に回収された燃料タンク1を粉砕してリサイクルして使用する場合や、燃料タンク1の製造工程中で発生する切れ端や不良品を粉砕して、リサイクルして使用する場合がある。燃料タンク1は、主として高密度ポリエチレン(HDPE)から構成されているため、燃料タンク1を粉砕した再生材は、高密度ポリエチレン(HDPE)を主として有している。
これ等の再生材を本体発泡層12として100%使用する場合と、再生材を主材として、さらに、新材の高密度ポリエチレン(HDPE)を混合して使用する場合がある。
変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンは、溶融流動速度(MRF:21.6kg/10min)が0.4〜0.7であって、密度(g/立方センチメートル)が0.930〜0.960のものを使用することができる。
変性ポリエチレンは、無水マレインで変性したものであり、変性量は、0.1%〜5%のものを使用することができる。
化学発泡剤を使用する場合は、化学発泡剤としては熱分解形の発泡剤を使用し、例えば炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド等を使用することができる。これ等の熱分解形発泡剤を使用すると、樹脂に発泡剤を混入して、燃料タンク1を成形するときの樹脂の溶融温度で化学発泡剤が分解して容易に発泡することができ、燃料タンク1の成形と発泡を同時にすることができ、発泡率の制御も容易であり、製造が容易である。
本実施の形態では、アゾジカルボンアミドを使用する。
バリヤ層14を有するため、後述する内部本体層16を浸透してきたガソリン等の燃料油を、バリヤ層14でその透過を防ぐことができ、大気中に燃料油が蒸発することを防止できる。
内部本体層16は、燃料タンク1の外壁10の全体の厚さの15%〜70%の厚さを有する。外壁10は全体として7mm〜20mmの肉厚を有するため、1.0mmから14mmの範囲の肉厚を有する。これにより、燃料タンク1の外壁10は、内部本体層16が充分な肉厚を有するため、燃料で膨潤しても剛性を保ち、耐衝撃性を確保することができる。
まず、本実施例と比較するため、比較例1と比較例2として以下のものを使用する。
比較例1は、燃料タンク1の外壁10として、燃料タンク1の外側から順に、表皮層11、発泡していない高密度ポリエチレン(HDPE)のリサイクル材層、外部接着剤層13、バリヤ層14、内部接着剤層15及び内部本体層16から形成されているものを使用する。そして、その密度は全体として、0.95g/立方センチメートルであり、全体の肉厚は6mmである。表皮層11、外部接着剤層13、バリヤ層14、内部接着剤層15及び内部本体層16は後述する実施例1〜3のものと同じである。
実施例1〜3は、いずれも燃料タンク1の外壁10として、燃料タンク1の外側から順に、表皮層11、本体発泡層12、外部接着剤層13、バリヤ層14、内部接着剤層15及び内部本体層16から形成されているものを使用する。そして、本体発泡層12を除いたその密度は全体として、0.95であり、肉厚は3.1mmである。本体発泡層12は、上述のとおり、表皮層11の下面に燃料タンク1の成形時に一体的に積層されて外壁10内に設けられている。
実施例1において、本体発泡層12は、高密度ポリエチレン(HDPE)のリサイクル材を使用する。本体発泡層12は、肉厚は4.5mmであり、その密度は0.2g/立方センチメートルである。
なお、本体発泡層12の発泡倍率は4.8であり、使用する発泡剤は、アゾジカルボンアミドを使用し、単位ガス量(ml/g)が210の場合には添加量(phr)は、1.9である。
なお、本体発泡層12の発泡倍率は3.0であり、使用する発泡剤は、単位ガス量(ml/g)が210の場合には添加量(phr)は、1.0である。
なお、本体発泡層12の発泡倍率は1.9であり、使用する発泡剤は、単位ガス量(ml/g)が210の場合には添加量(phr)は、0.5である。
まず、図3に示すように、ノズル9の下方にブロー成形金型40が開いた状態に位置させる。その後、ノズル9からパリソン8を下降させて、パリソン8をブロー成形金型40の内部に導入させる。
その後、図5に示すように、ピンチ板44をスライドさせてパリソン8を閉じるとともに、ブロー成形金型40を閉じて、スライドカッター46でパリソン8を切断する。
その後、ブロー成形金型40を開き、燃料タンク1を取出す。
10 外壁
11 表皮層
12 本体発泡層
13 外部接着剤層
14 バリヤ層
15 内部接着剤層
16 内部本体層
Claims (7)
- 多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、
上記外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成され、
上記表皮層と上記内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、
上記本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、
上記外部接着剤層は、上記本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、上記内部接着剤層は、上記内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、
上記バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンク。 - 上記外壁の肉厚は全体が7〜20mmであり、上記本体発泡層の肉厚は3〜15mmである請求項1に記載の自動車用燃料タンク。
- 上記本体発泡層の密度は、0.2〜0.5g/立方センチメートルである請求項1又は請求項2に記載の自動車用燃料タンク。
- 上記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂(HDPE)である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の自動車用燃料タンク。
- 上記本体発泡層は、発泡剤として、熱分解形発泡剤を使用する請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の自動車用燃料タンク。
- 上記バリヤ層は、エチレンービニルアルコール共重合体(EVOH)で形成された請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の自動車用燃料タンク。
- 上記燃料タンクは、ブロー成形で形成された請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の自動車用燃料タンク。
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