JP3776185B2 - 樹脂製燃料容器およびその製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガソリンなどの燃料を収容する燃料タンクあるいは燃料パイプなどの樹脂製燃料容器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンなど自動車の燃料を保存または移送するための樹脂製の容器やパイプは、機械的物性、経済性などの観点から、ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂が使用されている。ところが、ガソリンは、これらの樹脂の壁面を透過して大気中に飛散するという問題があり、従来はバリア性の優れるＰＡ（ポリアミド）樹脂やＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）樹脂を、多層ブロー成形することによって対応している（例えば特開平５−３４５３４９号公報参照）。
【０００３】
図１０は上記した多層ブロー成形の成形工法を簡略化して示した断面図であり、射出成形された円筒状の多層のパリソン１を一対の金型３，５で挟み、この状態でパリソン１内に空気を吹き込むことで、樹脂製容器である燃料タンク７が成形される。燃料タンク７の図中で上下両端には、多層のバリ７ａが形成されている。この燃料タンク７は、図１０のＡ部の拡大された断面図である図１１に示すように、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を母材９として両面に持ち、この母材９相互間にＰＡまたはＥＶＯＨからなるバリア層１１および、前記バリ７ａを利用した再生材１３を、接着層１５を介して多層化したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の多層ブロー成形による樹脂製容器は、以下に示す問題がある。
【０００５】
（ａ） 射出成形されるパリソンの厚みおよび、パリソン内部にエアを吹き込むブローの条件によって製品の肉厚をコントロールするため、元来要求通りの肉厚を全面にわたり満足することは難しく、特に複雑形状の製品ではその傾向が強く、要求される最低の肉厚を確保するために、厚肉となってしまう部分が発生する場合がある。
【０００６】
（ｂ） バリア層を母材と同時に多層成形するが、高価なバリア層およびこれと母材とを密着させる接着層の厚みが、上記（ａ）と同様な理由により、比較的厚肉となる。
【０００７】
（ｃ） ブロー成形で宿命的に発生するバリの構成が、複数の樹脂を含んだ多層となっているため、これを有効利用するためには、多層のバリを砕いて混ぜ合わせるなどの特殊な処理が必要となってコスト高を招く。
【０００８】
樹脂製容器は、上記した多層ブロー成形のほか多層押出し成形でも製造可能であるが、この成形方法においても、複雑形状品で肉厚を均一にできないなど多層ブロー成形とほぼ同様な問題が発生する。
【０００９】
また、多層ブロー成形や多層押し出し成形のほかに、製品の内面を、ハロゲンガスや三酸化硫黄（ＳＯ3 ）などでハロゲン化あるいはスルホン化することでバリア性を持たせることも可能であるが、この場合にはバリア性が不充分で、実用的ではない。
【００１０】
そこで、この発明は、複雑な形状であっても肉厚の均一化が可能で、かつ多層のバリの発生を抑えて充分なバリア性を持たせることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、第１に、射出成形または圧縮成形もしくは射出圧縮成形にて作成され、収納される燃料に対するバリア層となるフィルムを表面に備えた一対の半割体が、その開口縁部相互が突き合わされて接合され、前記半割体相互の接合部は、一方に設けた凸部が他方に設けた凹部に挿入され、前記凸部と凹部との相互間にフィルムが介在されて接合されるとともに、この接合部において前記半割体同士、前記フィルム同士が互いに接合している構成としてある。
【００１２】
上記構成の樹脂製燃料容器は、射出成形などにより一対の半割体を作成するに際し、燃料に対するバリア層となるフィルムをインサート成形し、このインサート成形したフィルムを備えた半割体相互が、凸部と凹部とを有する接合部にて、半割体同士、フィルム同士が互いに接合しており、接合部から燃料の漏れが確実に回避される。
【００１３】
第２に、前記接合部の外側部分は、二次射出樹脂により射出溶着している。
【００１４】
上記構成によれば、燃料タンク内に収容された燃料の外部への漏れをより確実に回避できる。
【００２１】
第３に、前記フィルムは、バリア層本体と、このバリア層本体の半割体側に設けられ、半割体と同材質で形成された接合層と、前記バリア層本体に対し前記接合層と反対側に設けられてバリア層本体を保護する保護層とを、それぞれを備え、前記バリア層本体がポリアミドもしくはエチレンビニルアルコール共重合体、前記接合層および保護層が半割体と同材質のポリエチレンで構成され、これら相互が接着層を介して積層されている。
【００２２】
上記構成によれば、複雑な形状であっても均一な肉厚の製品が得られるとともに、フィルムの母材である半割体への密着性もよく、バリア層本体の保護もなされる。
【００２３】
第４に、一対の半割体を射出成形する際に、燃料に対するバリア層となるフィルムをインサート成形し、このフィルムを備えた各半割体の開口縁部相互を突き合わせて溶着接合する樹脂製燃料容器の製造方法であって、前記半割体相互の接合部は、一方に設けた凸部を他方に設けた凹部に挿入し、前記凸部と凹部との相互間にフィルムを介在して接合するとともに、この接合部において前記半割体同士、前記フィルム同士を互いに接合する樹脂製燃料容器の製造方法としてある。
【００２４】
上記製造方法によれば、複雑な形状であっても均一な肉厚の製品が得られ、また多層ブロー成形のように多層のバリの発生がないので、製品を再利用する際のコスト高が回避される。また、凸部と凹部とを有する接合部にて、半割体同士、フィルム同士が互いに接合しており、接合部から燃料の漏れが確実に回避される。
【００２５】
第５に、前記接合部の外側部分を、二次射出樹脂により射出溶着する樹脂製燃料容器の製造方法としてある。
【００２６】
上記製造方法によれば、燃料タンク内に収容された燃料の外部への漏れをより確実に回避できる。
【００２７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、母材となる半割体を射出成形または圧縮成形もしくは射出圧縮成形するので、複雑な形状であっても肉厚の均一化が可能であり、製品重量および材料コストの低減が達成できるとともに、必要な部分に必要な肉厚を付与することも可能であるので、製品性能の向上も図ることができる。また、バリア層となるフィルムがインサート成形されているので、充分なバリア性を持たせることができる。さらに、凸部と凹部とを有する接合部にて、半割体同士、フィルム同士が互いに接合しており、接合部から燃料の漏れを確実に回避することができる。
【００２８】
第２の発明によれば、接合部の外側部分が、二次射出樹脂により射出溶着しているので、燃料タンク内に収容された燃料の外部への漏れをより確実に回避できる。
【００３２】
第３の発明によれば、複雑な形状であっても均一な肉厚の製品が得られるとともに、フィルムの母材への密着性もよく、バリア層本体の保護もなされることから、バリア層本体が外力などによって損傷を受けにくく、またバリア層本体による吸湿も回避され、信頼性の高い製品が得ることができる。
【００３３】
第４の発明によれば、複雑な形状であっても均一な肉厚の製品が得られ、また多層ブロー成形のように多層のバリの発生がないので、製品を再利用する際のコスト高が回避される。また、凸部と凹部とを有する接合部にて、半割体同士、フィルム同士が互いに接合しており、接合部から燃料の漏れを確実に回避することができる。
【００３４】
第５の発明によれば、接合部の外側部分を、二次射出樹脂により射出溶着するので、燃料タンク内に収容された燃料の外部への漏れをより確実に回避できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３６】
図１は、この発明の実施の一形態を示す樹脂製燃料容器としての、ガソリンなど自動車の燃料を収容する燃料タンクの断面図であり、この燃料タンクは、母材となる一対の半割体１７，１９の内面に、充分なバリア性を持つバリア層となるフィルム２１，２３が設けられている。
【００３７】
各半割体１７，１９は、材質がＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）であって、射出成形によってそれぞれ個別に作成され、この射出成形時に各フィルム２１，２３がインサート成形される。各半割体１７，１９は、開口縁部相互が突き合わされて溶着接合され、この溶着接合された接合部２５は、フィルム２１，２３相互が接触して溶着されている。
【００３８】
フィルム２１，２３は、図２の断面図で示すように、中央に設けたバリア層としての機能を備えたバリア層本体２７と、このバリア層本体２７の半割体１７，１９側に位置する接合層２９と、この接合層２９と反対側の燃料に接する側に位置する保護層３１とを備え、バリア層本体２７と接合層２９とは接着層３３で、バリア層本体２７と保護層３１とは接着層３５でそれぞれ接着されて多層構造となっている。
【００３９】
バリア層本体２７は、材質がＰＡ（ポリアミド）あるいはＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）で、接合層２９および保護層３１の材質は、半割体１７，１９と同材質のＨＤＰＥとする。
【００４０】
次に、上記した燃料タンクの製造方法を、図３ないし図８に基づき説明する。なお、ここでは、各半割体１７，１９の射出成形におけるフィルム２１，２３のインサート成形工程までが同様であるので、一方の半割体１７の工程のみを示す。まず、図３に示すように、多層のフィルム２１を、真空成形金型３７上にセットし、加熱ヒータ３９で加熱しながら製品の形状となるよう真空成形する。
【００４１】
真空成形された多層のフィルム２１は、図４に示すように、外周の不要な部分２１ａをトリミングした後、半割体１７の射出成形に使用する一方の金型４１にセットし、図５のように、両金型４１，４３相互の型締めを行う。型締め後、金型４３側に形成された注入ゲート４５から、両金型４１，４３相互の成形空間４７に溶融樹脂の注入を行い、これにより図６のように、フィルム２１がインサート成形された半割体１７が作成される。このとき、フィルム２１（２３）の接合層２９が半割体１７（１９）と同材質であるので、フィルム２１（２３）の半割体１７（１９）への密着性が高く、剥がれなどが確実に防止される。
【００４２】
図７は、上記フィルム２１を備えた半割体１７を金型４１から離脱させ、不要な部分１７ａをカットした状態であり、インサート成形されたフィルム２１は、射出成形により成形された母材である半割体１７の内面に密着している。なお、前記図４でのフィルム２１の不要な部分２１ａのトリミング作業は、射出成形後の図７の状態で行ってもよい。
【００４３】
図８は、図７にて得られた一方の半割体１７と、この半割体１７と同様にして成形されてフィルム２３を内面に備えた他方の半割体１９とを接合する工程を示している。ここでは、赤外線ランプ４９を用いて各半割体１７，１９の開口周縁部を加熱し、この加熱した開口周縁部相互を突き合わせて溶着接合して接合部２５を形成し、これにより前記図１のような燃料タンクを得る。
【００４４】
図９は、図１における接合部２５の拡大された断面図で、ここでは接合部５１として示しており、また半割体を符号５３，５５で、フィルムを符号５７，５９でそれぞれ示している。この接合部５１は、一方の半割体５３に凸部５３ａを、他方の半割体５５に前記凸部５３ａが挿入される凹部５５ａをそれぞれ設け、これら凸部５３ａと凹部５５ａとの間に、インサート成形されているフィルム５７，５９の端部が介在されて溶着接合されている。さらに、接合部５１の外側部分は、二次射出樹脂６１により射出溶着されている。
【００４５】
上記のようにして得られた燃料タンクは、半割体１７，１９を射出成形により作成するので、複雑な形状であっても肉厚の均一化が可能であり、重量および材料コストの低減が達成されるとともに、必要な部分に必要な肉厚を付与することも可能であるので、製品性能の向上も図ることができる。また、バリア層となるフィルム２１，２３は、予め成形されたものを射出成形時にインサート成形しているので、薄肉化が可能であり、これにより製品全体の薄肉化が達成できる。さらに、従来使用していた多層ブロー成形のように多層のバリの発生がないので、製品を再利用する際のコスト高を回避することができる。
【００４６】
フィルム２１，２３は、燃料タンクの内面に設けられるので、母材である半割体１７，１９に燃料が接触せず、これにより一旦使用された製品の再利用が容易となる。また、フィルム２１，２３は、燃料に接触する側に保護層３１が形成されているので、バリア層本体２７が、外力などによって損傷を受けず、また吸湿も回避され、信頼性の高い製品を得ることができる。この保護層３１については、バリア層本体２７を保護する目的として別の材料を使用してもよい。
【００４８】
また、図９に示すように、凸部５３ａと凹部５５ａとを有する接合部５１において、半割体５３，５５同士、フィル５７，５９同士がそれぞれ互いに接合しているので、燃料タンク内に収容された燃料の外部への漏れをより確実に防止できる。
【００４９】
なお、フィルム２１，２３の成形方法としては、真空成形のほか圧空成形でも構わない。また、半割体１７，１９の成形方法として、射出成形に代えて圧縮成形もしくは射出圧縮成形でも構わない。また、製品の形状が平坦な場合は、図３におけるフィルム２１（２３）の成形工程を省略できる。さらに、半割体１７，１９相互を溶着する方法としては、熱板溶着や、振動溶着などの摩擦熱溶着を用いてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態では、自動車用の燃料タンクにこの発明を適用したが、他の燃料タンクあるいは、燃料を移送するための燃料パイプにこの発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す燃料タンクの断面図である。
【図２】図１の燃料タンクに使用されるバリア層となるフィルムの断面図である。
【図３】図２のフィルムを真空成形する際の製造工程図である。
【図４】図３で真空成形したフィルムを射出成形における一方の金型にセットする作業を示す製造工程図である。
【図５】フィルムがセットされた状態で射出成形金型が型締めされた状態を示す製造工程図である。
【図６】型締めされた射出成形金型内に溶融樹脂を注入した後の状態を示す製造工程図である。
【図７】射出成形後、製品を型から取り外した状態を示す製造工程図である。
【図８】射出成形後の一対の半割体相互を溶着接合する状態を示す製造工程図である。
【図９】半割体相互の溶着接合部の拡大された断面図である。
【図１０】従来例を示す多層ブロー成形の成形工法を簡略化して示した断面図である。
【図１１】図１０で製造した燃料タンクのＡ部の拡大された断面図である。
【符号の説明】
１７，１９ 半割体
２１，２３ フィルム
２５ 接合部
２７ バリア層本体
２９ 接合層
３１ 保護層
３３，３５ 接着層
５１ 接合部
５３，５５ 半割体
５３ａ 凸部
５５ａ 凹部
５７，５９ フィルム

Claims (5)

  1. 射出成形または圧縮成形もしくは射出圧縮成形にて作成され、収納される燃料に対するバリア層となるフィルムを表面に備えた一対の半割体が、その開口縁部相互が突き合わされて接合され、前記半割体相互の接合部は、一方に設けた凸部が他方に設けた凹部に挿入され、前記凸部と凹部との相互間にフィルムが介在されて接合されるとともに、この接合部において前記半割体同士、前記フィルム同士が互いに接合していることを特徴とする樹脂製燃料容器。
  2. 前記接合部の外側部分は、二次射出樹脂により射出溶着していることを特徴とする請求項１記載の樹脂製燃料容器。
  3. 前記フィルムは、バリア層本体と、このバリア層本体の半割体側に設けられ、半割体と同材質で形成された接合層と、前記バリア層本体に対し前記接合層と反対側に設けられてバリア層本体を保護する保護層とを、それぞれを備え、前記バリア層本体がポリアミドもしくはエチレンビニルアルコール共重合体、前記接合層および保護層が半割体と同材質のポリエチレンで構成され、これら相互が接着層を介して積層されていることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂製燃料容器。
  4. 一対の半割体を射出成形する際に、燃料に対するバリア層となるフィルムをインサート成形し、このフィルムを備えた各半割体の開口縁部相互を突き合わせて溶着接合する樹脂製燃料容器の製造方法であって、前記半割体相互の接合部は、一方に設けた凸部を他方に設けた凹部に挿入し、前記凸部と凹部との相互間にフィルムを介在して接合するとともに、この接合部において前記半割体同士、前記フィルム同士を互いに接合することを特徴とする樹脂製燃料容器の製造方法。
  5. 前記接合部の外側部分を、二次射出樹脂により射出溶着することを特徴とする請求項４記載の樹脂製燃料容器の製造方法。
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