JP5878404B2 - 燃料タンク及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは特定の構成を有することによって耐漏れ性を向上させた燃料タンクおよびその製造方法に関する。

近年、化石燃料の枯渇問題および排出される二酸化炭素による地球温暖化問題があり、化石燃料に替わる次世代のエネルギーとして、水素などの水素含有化合物の利用が研究され一部では実証試験が始まっている。しかし、水素は爆発性が高く、取り扱いが困難な気体であり、貯蔵材として水素貯蔵合金等を使用して貯蔵する技術も開発されているが一般的に単位容積当たりの貯蔵量（質量）が少なく、単位容積当たりの貯蔵量を多くするためには高圧の条件が必要である。

このため、高圧の条件に耐え得るタンクの検討や化石燃料に替わり得る水素以外の代替燃料の検討およびこれら代替燃料を貯蔵する容器について様々な検討がなされている。
その１つとして、車両などに適用される容器として軽量化の必要性から合成樹脂あるいはアルミニウムで作製したものが提案されている。
一方、耐圧性が求められるタンクとしては、軽量性と耐漏れ性を兼ね備えていることが求められ、さまざまな検討がなされている。

例えば、特許文献１には、外側面及び貯蔵部を構成する内側面を有するアルミニウムのシェルと、アルミニウムシェルの周りを包むように設けられた複合材の被覆層と、内側面に設けられたポリエチレン共重合体などのプラスチックのコーティングを熱融着して備えた高圧ガス容器が記載されている。

また、特許文献２には、例えば高密度ポリエチレン製の中空状ライナと前記ライナの外面を覆う繊維強化樹脂層とを備えた圧力容器であって、ライナ本体は樹脂製であり、部分的に金属層が形成された樹脂フィルムが、前記金属層が前記ライナ本体の内面側に位置する状態で前記ライナに固着されていて高圧水素を貯蔵することができる圧力容器が記載されている。

また、特許文献３には、合成樹脂製ライナ材で形成された中空容器と該中空容器の外層に設けられた補強材で形成された補強材層とを有しかつ少なくとも１つの口金部材を有する圧力容器であって、該合成樹脂製ライナが接着性樹脂と熱可塑姓樹脂とを含んで成るガス用に適した圧力容器、および合成樹脂製ライナ材をブロー成形する工程を含む前記圧力容器の製造方法が記載されている。

さらに、特許文献４には、燃料タンクを並列配置した複数の単一円筒状容器を結合した形状であって、相互に隣接する各円筒状容器がそれぞれ共通の隔壁を有するように結合して形成され、前記隔壁の各々には、隣接する各円筒状容器を相互に連通する通路を備え、前記通路の各々の上端部を、各円筒状容器の上部に液体が浸入しないように、内部隔壁の一部を残して形成し、燃料タンクに液体を供給すると液面上に所定の容積の空間ができるＬＰＧやアンモニアなどの貯蔵に適した燃料タンクが記載されている。

特開２００５−１２７５１７号公報 特開２００５−２７３７２４号公報 特開２００８−１６４１３３号公報 特開２０１１−７９４９３号公報

しかし、これらの技術を金属、例えばアルミニウム製燃料タンクに適用したのでは、金属製外壁層の耐漏れ性が低くタンクに外部力による亀裂が入ると燃料が外に漏れる可能性があり、燃料タンクの漏れを防ぐために燃料貯蔵圧力を低くしなければならず、また貯蔵する燃料の種類や量に制限を受けるという問題点を有している。
従って、本発明の目的は、金属製外壁層を有し耐漏れ性が向上した燃料タンクを提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記の燃料タンクを容易に得ることができる燃料タンクの製造方法を提供することである。

本発明は、金属製外壁層の内面に低密度ポリエチレンからなる内層が積層されていて、前記内層が金属製タンクの内壁全面における未変性の低密度ポリエチレン均一コーティング層であり、前記外壁層と前記内層との５０ｍｍ／分の剥離速度での９０度剥離試験による幅１０ｍｍ当たりの密着強度が０．１Ｎより大きく１０Ｎ以下である燃料タンクに関する。
前記の密着強度は、後述の実施例の欄に詳述する測定法によって求められる。

また、本発明は、内面が平滑な金属製タンクの内壁全面に未変性の低密度ポリエチレン紛体を用いて回転熱成形法で均一にコーティングして、金属製外壁層の内面に、前記外壁層と内層との５０ｍｍ／分の剥離速度での９０度剥離試験による幅１０ｍｍ当たりの密着強度が０．１Ｎより大きく１０Ｎ以下である低密度ポリエチレンからなる内層を形成する燃料タンクの製造方法に関する。

本発明によれば、金属製外壁層を有し耐漏れ性が向上した燃料タンクを得ることができる。
また、本発明によれば、前記の燃料タンクを容易に得ることができる。

図１は、本発明の実施態様の燃料タンクの断面模式図と部分拡大図である。 図２Ａは、本発明の実施態様の３連タイプの円筒連結型タンクの正面模式図である。 図２Ｂは、図２ＡにおけるＡ−Ａ線での断面模式図と部分拡大図である。 図２Ｃは、図２ＡにおけるＢ−Ｂ線での断面模式図である。 図２Ｄは、図２ＡにおけるＣ−Ｃ線での断面模式図である。 図３Ａは、本発明の実施態様の３つの単一円筒タンクが結合した３連タイプの円筒連結鞍型タンクの正面模式図である。 図３Ｂは、図３ＡにおけるＡ−Ａ線での断面模式図である。 図３Ｃは、図３Ａにおける本発明の実施態様の３連異形タイプの円筒連結鞍型タンクの斜視模式図および部分拡大断面模式図である。

図４は、本発明の実施態様の燃料タンクに実施したサーマルショックによる亀裂破壊発生試験後の状態を示す写真の写し（Ａ）と部分拡大写真の写し（Ｂ）である。 図５は、本発明の範囲外の燃料タンクに実施したサーマルショックによる亀裂破壊発生試験後の状態を示す写真の写し（Ａ）と部分拡大写真の写し（Ｂ）である。 図６は、本発明の製造方法の実施態様である回転熱成形法によって燃料タンクを製造する工程を説明するための模式図である。 図７は、本発明の製造方法の実施態様である回転熱成形法によって燃料タンクを製造する工程を説明するための他の模式図である。 図８は、燃料タンクに対して実施し燃料タンク内壁材スリット孔部の耐圧試験条件を説明するための模式図である。 図９は、燃料タンクに対して室温で実施した燃料タンク内壁材スリット孔部の耐圧試験結果を示すグラフである。

図１０は、燃料タンクに対して５０℃で行った燃料タンク内壁材スリット孔部の耐圧試験結果を示すグラフである。 図１１は、本発明の実施態様の３連異形タイプの円筒連結鞍型タンクに対して行った漏れ試験後の状態を示す写真の写し（Ａ）、およびその拡大写真の写し（Ｂ）である。 図１２は、本発明の範囲外の３連異形タイプの円筒連結鞍型タンクに対して行った漏れ試験後の状態を示す写真の写し（Ａ）、その拡大写真の写し（Ｂ）、およびその断面を示す写真の写し（Ｃ）である。

特に、本発明において、以下の実施態様を挙げることができる。
１）前記燃料が、内燃機関の燃料用の液体アンモニアである前記燃料タンク。
２）前記低密度ポリエチレンが、０．８６０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する前記燃料タンク。
３）前記低密度ポリエチレンが、１００〜４００ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する前記燃料タンク。
４）前記低密度ポリエチレンからなる内層が２〜５ｍｍの厚みを有する前記燃料タンク。
５）前記密着強度が幅１０ｍｍ当たり５Ｎ未満である前記燃料タンク。
６）前記金属がアルミニウムである前記燃料タンク。
７）前記タンクの構造が単一円筒型又は複数円筒連結型である前記燃料タンク。
８）前記タンクの構造が鞍型である前記燃料タンク。

９）前記低密度ポリエチレンからなる内層を形成する工程が、
内面が平滑な金属製タンクを用意する工程、
低密度ポリエチレンの粉体を用意する工程、
前記金属製タンク内に前記低密度ポリエチレンの粉体を導入する工程、および
前記タンクを回転させながらポリエチレンの溶融温度以上の温度に前記粉体を加熱することによって、前記粉体を少なくとも部分的に溶融させて前記金属製タンクの内壁全面に前記低密度ポリエチレンを均一にコーティングする工程
を含む前記方法。
１０）さらに、コーティングされた低密度ポリエチレンを冷却し、前記金属製タンクの内面の低密度ポリエチレンからなる内層を固化する工程
を含む前記製造方法。
１１）前記低密度ポリエチレンが、０．８６０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する前記製造方法。
１２）前記低密度ポリエチレンの粉体が、５０〜３０００μｍの範囲の粒径を有するマイクロペレットである前記製造方法。
１３）前記低密度ポリエチレンが、１００〜４００ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する前記製造方法。

本発明の燃料タンクは、金属製外壁層の内面に低密度ポリエチレンからなる内層が積層されていて、前記外壁層と前記内層との９０度剥離試験による密着強度が１０Ｎ以下、好適には５Ｎ以下であることが必要であり、これによって、金属製外壁層の内面と低密度ポリエチレンからなる内層との密着性が低く且つ金属の変形や破損に内層の樹脂が追従しないか追随しても伸びるだけで亀裂破壊が発生しないため、外部からの力、例えば飛び石や衝突等による金属製外壁層に亀裂が発生するなどして破損しても低密度ポリエチレン樹脂の破損が防止され、燃料タンクの耐漏れ性を向上させ得て、燃料漏れを防止乃至は抑制し得る。
特に、本発明の燃料タンクは、前記密着強度が５Ｎ≧密着強度＞０．１Ｎである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳説する。なお、複数の添付図面において、同一又は相当する部材には、同一の符号を付している。

本発明の実施態様の燃料タンク１は、図１の右側に部分拡大図として示すように、金属製外壁層２と低密度ポリエチレンからなる内層３との２層構造である。
また、本発明の他の実施態様の燃料タンクは、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、３連タイプの円筒連結型タンクであり得る。
あるいは、本発明のさらなる他の実施態様の燃料タンクは、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、円筒連結鞍型タンクであり得る。
本発明の他の実施態様の燃料タンク１および本発明のさらなる他の実施態様の燃料タンク１ともに、金属製外壁層２と低密度ポリエチレンからなる内層３との２層構造を有している。

本発明の前記の他の実施態様の燃料タンク１においては、前記の構成に加えてさらに、図２Ｃに示すように、内圧に耐えるためのタンク補強用としての金属製支持板４（リブともいう）が設けられ、その一部に各室（部屋ともいう）に成形時、例えば回転熱成形時の低密度ポリエチレン樹脂が行き来できることと燃料が移動できるための３室を連通させるための開口５が設けられて構成されている。前記金属製支持板の表面には低密度ポリエチレンからなる内層が積層されている。前記開口の形状は任意であり得るが、通常は円形である。
本発明の燃料タンクの容量は、用途によって適宜選し得るが、通常１０〜１５０Ｌ程度の範囲、例えば２０〜１００Ｌ程度であり得る。

本発明の燃料タンクにおいて、金属製外壁層を構成する金属としては軽量な金属、例えばアルミニウム、マグネシウムや通常タンクに用いられる鉄、好適にはアルミニウムが挙げられる。
そして、金属製外壁層の厚みは、燃料の種類によって異なるが、通常２〜５ｍｍ程度、特に３〜５ｍｍ程度であり得る。
また、本発明の燃料タンクに収容され得る燃料としては、室温で１〜３ＭＰａ程度の内圧下に液状である燃料であれば特に制限はなく、例えばアンモニア、ＬＰＧなどが挙げられる。
例えば、本発明の実施態様の金属製外壁層がアルミニウム製である燃料タンクは、例えば燃料がアンモニアである場合、最大内圧３ＭＰａに耐え得る。

本発明の燃料タンクにおいては、低密度ポリエチレンからなる内層が積層されていることによって、燃料がアンモニアであっても耐性を有するので好適であり、且つ前記外壁層と前記内層との９０度剥離試験による密着強度が１０Ｎ以下、特に５Ｎ以下であるため、外部の力等によりタンク本体である金属製外壁層の変形あるいは亀裂が生じても、低密度ポリエチレンからなる内層が前述のように追随しないか追随しても伸びるだけで亀裂破壊が発生しないため共割れせず、しかも万が一金属製外壁層に孔が空く破壊が起きても内面の内層が存在するため燃料のタンク外への漏出を少なくとも一時的にでも防止し得る。さらに、密着強度が前記範囲であることによって、サーマルショック等の温度変化による膨張・収縮（熱収縮）変形を受けても、図４に示すように、ポリエチレンからなる内層に亀裂破壊が発生しない。

これに対して、内層が低密度ポリエチレン以外の樹脂、例えば高密度ポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリアミド、例えばナイロン６やナイロン６６からなるかあるいは密着強度が前記の範囲外であると、燃料タンクに外部の力が加わってタンク本体である金属製外壁層に変形あるいは亀裂が生じると、これら樹脂からなる内層が金属製外壁層の変形あるいは亀裂に追従し得ず、図５に示すように、樹脂からなる内層に亀裂破壊が発生する。このため、このような内層を適用した燃料タンクでは、万が一金属製外壁層に孔が空くなどの破壊が起きると、燃料のタンク外への漏出を少なくとも一時的にでも防止し得ない。

さらに、本発明の燃料タンクにおいては、金属製外壁層と低密度ポリエチレンから内層が直接積層されており、金属製外壁層と低密度ポリエチレンから内層との間に接着性を高めるための中間層、例えば接着剤層を設けない。また、樹脂層である内層に用いる低密度ポリエチレンとして、官能基を含有しない未変性低密度ポリエチレンが適している。

また、前記の密着強度は、可能な限り小さい、すなわち０Ｎに近いことが好適であるが、本発明の燃料タンクは前述のように様々なタンク形状であり得るため、製造工程上タンクの隅々まで内面にポリエチレンを均一にコーティングする必要があり、好適には１０Ｎ≧密着強度＞０Ｎの範囲、特に５Ｎ≧密着強度＞０Ｎである。
特に、本発明において、前記低密度ポリエチレンが０．８６０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３の密度（ＪＩＳ Ｋ７１１２）を有し、特に前記低密度ポリエチレンが１００〜４００ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する燃料タンクが好適である。

前記の本発明の燃料タンクは、内面が平滑な金属製タンクの内壁全体に低密度ポリエチレンを均一にコーティングして、金属製外壁層の内面に、前記外壁層と内層との９０度剥離試験による密着強度が１０Ｎ以下である低密度ポリエチレンからなる内層を形成する燃料タンクの製造方法によって得ることができる。

本発明の前記方法における内面が平滑な金属製タンクとしては、前記アルミニウム内壁全体に前記低密度ポリエチレンを均一にコーティングする工程において密着強度を高め得る金属あるいは金属酸化物による表面粗面化処理がされていない内面を有する金属製タンクが適している。

本発明の前記方法の実施態様において、燃料タンクの製造方法は燃料タンクの形状によって適宜選択し得る。
例えば、燃料タンクが単純な構造の円筒タンクである場合は、インジェクションブロー成形あるいは回転熱成形法が好適であり、円筒連結型あるいは鞍型である場合は回転熱成形法が好適である。
また、前記の前記外壁層と内層との９０度剥離試験による密着強度を小さくするには、金属製外壁層の内面の鏡面化と未変性の低密度ポリエチレンからなる粉体の粒度の均一化によって達成し得る。

前記のインジェクション成形法は、例えば金属製円筒タンクのバルブなど部品取付け開口部からインジェクション成形した試験管状の低密度ポリエチレン製のパリソンをタンク内に入れて、該パリソンを加熱下にブローして金属製円筒タンクの内面に低密度ポリエチレンからなる内層を均一に積層することによって実施し得る。

前記の回転熱成形法は、例えば金属製円筒タンク又は金属製の円筒連結型あるいは鞍型タンクに適用して、例えば
内面が平滑な金属製タンクを用意する工程、
低密度ポリエチレンの粉体を用意する工程、
前記金属製タンク内に前記低密度ポリエチレンの粉体を導入する工程、および
前記タンクを回転させながらポリエチレンの溶融温度以上の温度に前記粉体を加熱することによって、前記粉体を少なくとも部分的に溶融させて前記金属製タンクの内壁全面に前記低密度ポリエチレンを均一にコーティングする工程
を含むことによって実施し得る。
前記の方法は、通常、低密度ポリエチレンの粉体を金属製タンク内部に投入し、次いで熱炉の中へ移動させ、タンクを回転させながらタンクに熱を加え、タンク内表面に低密度ポリエチレンコーティングを形成することによって実施され得る。

前記方法においては、前記の低密度ポリエチレンとして、密度（ＪＩＳ Ｋ７１１２）が０．８６０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３、特に０．８９０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３であるポリエチレンが適している。
好適には、前記低密度ポリエチレンの粉体として、低密度ポリエチレンを機械粉砕した粉体やマイクロペレットにした粉体を使用する。前記の低密度ポリエチレンの粉体として、好適には粒径の範囲が５０〜３０００μｍ、特に１００〜２０００μｍであり、その中でも中位粒度が３００〜９００μｍ、特に４００〜８００μｍの範囲であるものが挙げられる。特に、前記の低密度ポリエチレンのマイクロペレットを用いることによって、局所的な酸化劣化（表面焼けともいう）、コーティングの肉厚不均一化、低密着強度、微小気泡などの発生を防止ないしは抑制し得て優れた耐漏れ性を有する燃料タンクを得ることができる。

前記低密度ポリエチレンの密度が低過ぎると、低密度ポリエチレンのマイクロペレットの製造に通常適用される機械粉砕時に容易に粉砕できないため、マイクロペレットにひげが発生し回転熱成形時におけるマイクロペレットの流動性が悪く、表面焼け、コーティングの肉厚不均一化、微小気泡などの発生および成形サイクルの低下をもたらし、さらにポリエチレンの弾性率が低くなるため、変形しやすく、金属タンクに亀裂が発生した際に、内圧によりすぐに変形して伸ばされ、耐漏れ性を向上させ得ず二重タンク本来の目的を達成し得ない。

また、前記の低密度ポリエチレンは、曲げ弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１７１）が１００〜４００ＭＰａであるものが好適である。曲げ弾性率が低過ぎると、変形しやすいため、金属タンクに亀裂が発生した場合、内圧によりすぐに変形して伸ばされてしまい、曲げ弾性率が高過ぎると、樹脂の靭性低下に伴い耐低温衝撃性が低下し、十分な機械的強度を保てにくく、また樹脂の剛性上昇に伴い、サーマルショック等の温度変化による膨張・収縮（熱収縮）変形をした際に応力が緩和しづらくなる。

さらに、前記のポリエチレンは、加工性および機械強度などを考慮して、さらにメルトフローレイト(ＪＩＳ Ｋ７２１０、１９０℃、２１６０ｇ荷重)(ＭＦＲ)が０．１〜５０ｇ／分、好適には０．５〜２０ｇ／分、特に１〜１０ｇ／分程度、引張り破断点強度（ＪＩＳ Ｋ７１１３）が１０ＭＰａ以上、好適には２０ＭＰａ以上、特に３０ＭＰａ以上、嵩密度が０．１〜０．７ｇ／ｃｍ^３、好適には０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３、であるものが好適である。

前記の低密度ポリエチレンとしては、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、例えばメタロセン触媒の存在下での、エチレンの単独重合体あるいはＣ４よりも炭素数の多いコノモマー、例えばペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１、オクテン−１、特にヘキセン−１とエチレンとの共重合体が挙げられる。メタロセン触媒の存在下に前記の重合体を得る方法はそれ自体公知である。
また、本発明の方法において用いられる低密度ポリエチレンのマイクロペレットは、前記の低密度ポリエチレンからそれ自体公知の方法、例えば機械粉砕や溶融押出し後に細粒に切断する方法によって得ることができる。

前記の本発明の実施態様によって、回転熱成形法により金属製タンクを回転させながら、低密度ポリエチレンの溶融温度以上の温度に前記粉体を加熱することによって、前記粉体を少なくとも部分的に溶融させて、例えば図６に示すように少なくとも部分的に溶融している粉体を金属製タンク内の隅々まで到達させて、前記金属、例えばアルミニウム内壁全面に前記低密度ポリエチレンを均一にコーティングし得る。特に、前記の実施態様によれば、図７に示すようにタンクが内部に凹凸形状部を有するものであっても金属、例えばアルミニウム内壁全面に前記低密度ポリエチレンを均一にコーティングし得る。
前記の回転熱成形法としては、例えば金属製タンクの複数個所、例えば２〜４箇所を固定して回転させながら加熱する一軸回転熱成形法、二軸回転熱成形法などが挙げられる。
前記の加熱温度は、ポリエチレンの溶融温度以上、好適には１４５〜３５０℃、特に２３０〜２４５℃である。

前記の工程の後に、通常、さらに、コーティングされた低密度ポリエチレンを冷却し、前記金属製タンクの内面の低密度ポリエチレンからなる内層を固化する工程が含まれる。 前述の方法によって、金属製外壁層の内面に低密度ポリエチレンからなる内層が積層されていて、前記外壁層と前記内層との９０度剥離試験による密着強度が１０Ｎ以下、好適には５Ｎ以下である燃料タンクを得ることができる。

以下、本発明の実施例を示す。
以下の例は例示であって、本発明を限定するものではない。
以下の各例において、ポリエチレン粉体の物性は以下の方法により測定を行った。
密度：ＪＩＳ Ｋ７１１２
ＭＦＲ：ＪＩＳ Ｋ７２１０
曲げ弾性率：ＪＩＳ Ｋ７１７１
低密度ポリエチレン粉体の中位粒度は、秤量した試料をＪＩＳ標準篩を使用して篩分けし、篩毎に篩上に残留している粉体の質量を秤量して、積算質量が５０％になる粒子径を次式により算出することにより、中位粒度が求められる。
中位粒度（μｍ）＝（５０−Ａ／Ｃ−Ａ）×（Ｄ−Ｂ）＋Ｂ
［Ａ：粒度分布の粗い方から順次積算し、積算質量が５０％未満であり、かつ、５０％に最も近い点の積算値（ｇ）、Ｂ：Ａの積算値の篩目開き（μｍ）、Ｃ：粒度分布の粗い方から順次積算し、積算質量が５０％以上であり、かつ、５０％に最も近い点の積算値（ｇ）、Ｄ：Ｃの積算値の篩目開き（μｍ）］

燃料タンクの密着強度は、得られ試料の任意の３箇所からサンプリングした幅１０ｍｍの３個の試験片について、各々５０ｍｍ／分の剥離速度で９０度剥離試験を行って測定して得られた測定値の平均値として示す。
燃料タンクの耐亀裂性は、燃料タンクにサーマルショックあるいは水圧を加えて金属製外壁層に亀裂を生じさせ、内面コーティングに共割れ破壊が起きるか否かを観察することによって判断した。

実施例１
タンクの内面コーティング層の温度変化に伴う膨張収縮による内面コーティング材の耐破壊性を下記条件で測定した。
試験品の概要
タンク 鉄製の３５ＬのＬＰＧタンク
樹脂材 ポリエチレン：接着性無し、ユメリット０５４０Ｆ（宇部丸善社）を常温機械 粉砕したもの
ＭＦＲ：４ｇ／１０ｍｉｎ
密度：０．９０４ｇ／ｃｍ^３
曲げ弾性率 １４０ＭＰａ
中位粒度： ２９０μｍ
成形方法
常温機械粉砕したポリエチレン粉体を、タンク内に投入し、熱炉（３３０℃）の中に入れ回転させながら内面にコーティングする回転熱成形にて成形して、低密度ポリエチレンを内面コーティングしたタンクを得た。
得られた内面コーティングの密着強度は、５Ｎ程度である。
試験条件
得られたタンクについて、−３０℃×２時間⇔８０℃×２時間のサイクロを１００サイクル行うサーマルショック試験を行った。
試験後のタンクのサーマルショックによる亀裂破壊発生試験後の状態を示す写真の写しと部分拡大図を図４に示す。
図４に示すように、内面にはサーマルショック後に亀裂などの破損部がない。

比較例１
樹脂材として、下記のポリエチレンを用いた他は実施例１と同様に実施して、内面コーティングしたタンクを得た。
樹脂材 ポリエチレン：接着性有り、変性したユメリット３５７０Ｆを常温機械粉砕 したもの
ＭＦＲ： ６ｇ／１０ｍｉｎ
密度： ０．９３３ｇ／ｃｍ^３
曲げ弾性率 ５４０ＭＰａ
中位粒度： ２７０μｍ
得られた内面コーティングの密着強度は１４５Ｎ程度である。
得られたタンクについて、−３０℃×２時間⇔８０℃×２時間のサイクロを１００サイクル行うサーマルショック試験を行った。
試験後のタンクのサーマルショックによる亀裂破壊発生試験後の状態を示す写真の写しと部分拡大図を図５に示す。
図５に示すように、内面にはサーマルショック後に囲み部に亀裂が発生している。

参考例１〜２
タンク外壁部に亀裂が生じた場合を想定して、タンクの金属板にスリット孔を設けた状態での内面コーティング材の耐圧性を下記条件で試験を行った。
下記の試料について、スリット孔部に図８に示すように加圧して耐圧試験を行った。
試料：金属板に樹脂材料をライニングした試験品
金属材：鋼板材（ＳＧ３６５）、ショットブラストなし、厚み３．１ｍｍ、
５×５０のスリット孔形成
樹脂：ユメリット０５４０Ｆ（宇部丸善社、メタロセン触媒ＬＬＤＰＥ 未変性で接着性なしのもの（参考例１）と、変性して接着性ありのもの（参考例 ２）の２種類を使用）
ＭＦＲ ４ｇ／１０ｍｉｎ
密度 ０．９０４ｇ／ｃｍ^３
曲げ弾性率 １４０ＭＰａ
樹脂コーティング：スリット周辺の実測値厚み３．０〜３．１ｍｍ（目標：３ｍｍ）
試験温度：室温（２０℃）
内圧（水圧）：手動式ポンプを用い、吸水量５ｍＬ／回、最大能力（圧力）３０ＭＰａにて、０〜４．０ＭＰａと変化させて加えた。

測定結果は、コーティング材が接着性あり品と接着性無し品ともに、内圧４ＭＰａまで加圧しても内面コーティング材は破壊しない、であった。
このことから、通常内圧の最大値２．６ＭＰａで使用される燃料タンクにおいて、５×１０ｍｍのスリット孔が発生しても内面コーティング材は破壊せず内圧に耐えられることが確認された。

参考例３〜４
参考例１において、試験温度室温（２０℃）又は高温（５０℃又は５５℃）で、内圧を０〜４．０ＭＰａの範囲で変えて、低密度ポリエチレンからなるコーティング層の変位量（金属板内面からコーティング層凸部先端までの距離）を測定機器（デプスゲージ）を用いて測定した。
得られた結果を、室温の場合について図９に、高温の場合について図１０に示す。
図中、ｔ２．０、ｔ３．０とはコーティング層の厚みが２．０ｍｍ、３．０ｍｍであることを示す。

図９から、室温環境ではコーティング層の厚み３ｍｍでは内圧４ＭＰａを加えても破壊が生じないことが、図１０から、高温環境（５０℃又は５５℃）ではコーティング層の厚み２ｍｍ、３ｍｍともに内圧３ＭＰａを加えても破壊が生じないで内圧に耐えられることが示される。
従って、通常内圧の最大値２．６ＭＰａで使用される燃料タンクにおいて、５×１０ｍｍのスリット孔が発生しても内面コーティング材は破壊せず内圧に耐えられることが確認された。

実施例２
図１２の（Ａ）に写真を示す円筒型アルミニウム製連結３連タンク（３５Ｌ、砂型鋳造、ｔ３ｍｍ、破壊圧力：５．４ＭＰａ、タンク内のショットブラスト無し）に低密度ポリエチレンとして実施例１で用いたのと同様のユメリット０５４０Ｆ（接着性なし）をＧａｌａ社製の水中カット造粒システムで得られたマイクロペレットを用いて、回転熱成形法により厚み３ｍｍの内面コーティングを施した。得られた内面コーティングの密着強度は７Ｎ程度である。
予備テストで、内面コーティングを施していないタンクに、水圧を加圧速度：１３ｍＬ／秒で加えてアルミニウム外壁に亀裂を生じさせた（最大水圧：６．７５ＭＰａ）。
そして、内面コーティングを施したタンクにタンクの外表面部の亀裂が確認できるまで水圧を加えた。この時に得られたタンクの写真の写しを図１１に示す。
図１１に示すように、タンク外壁層面の亀裂発生時に内面コーティングには亀裂が発生しておらず内面コーティングが共割れ破壊に至っていない、またタンクの内容物の漏れもないことが確認された。

比較例２
図１２（Ａ）に写真を示す円筒型アルミニウム製連結３連タンク（３５Ｌ、砂型鋳造、ｔ３ｍｍ、破壊圧力：５．４ＭＰａ、タンク内のショットブラスト有り）に、低密度ポリエチレンとして比較例１で用いたのと同様のユメリット３５７０Ｆ（接着性有り）をＧａｌａ社製の水中カット造粒システムで得られたマイクロペレット（粒径範囲：１００〜２０００μｍ、中位粒度：４００〜８００μｍ）を用いて、回転熱成形法により厚み３ｍｍの内面コーティングを施した。得られた内面コーティングの密着強度は１４５Ｎである。
このタンクに、実施例２と同様にタンクの外表面部の亀裂が確認できるまで水圧を加えた。得られたタンクの写真の写しを図１２の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。
図１２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、タンクの漏れ試験実施時にタンクの外壁層に亀裂破壊発生時に内面コーティングにも共割れ破壊をしていることが確認された。

本発明の燃料タンクによって、アルミニウムなどの金属外壁層に亀裂が生じても内層の低密度ポリエチレンコーティングが共割れ破壊を起こさないため、耐漏れ性の向上した燃料タンクを得ることができる。

１ 本発明の実施態様の燃料タンク
２ 金属製外壁層
３ 低密度ポリエチレンからなる内層
４ 金属製支持柱
５ 開口

Claims (15)

1. 金属製外壁層の内面に低密度ポリエチレンからなる内層が積層されていて、前記内層が金属製タンクの内壁全面における未変性の低密度ポリエチレン均一コーティング層であり、前記外壁層と前記内層との５０ｍｍ／分の剥離速度での９０度剥離試験による幅１０ｍｍ当たりの密着強度が０．１Ｎより大きく１０Ｎ以下である燃料タンク。
2. 前記燃料が、内燃機関の燃料用の液体アンモニアである請求項１に記載の燃料タンク。
3. 前記低密度ポリエチレンが、０．８６０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する請求項１又は２に記載の燃料タンク。
4. 前記低密度ポリエチレンが、１００〜４００ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する請求項１又は２に記載の燃料タンク。
5. 前記低密度ポリエチレンからなる内層が、２〜５ｍｍの厚みを有する請求項１又は２に記載の燃料タンク。
6. 前記密着強度が５Ｎ／ｃｍ未満である請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料タンク。
7. 前記金属がアルミニウムである請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料タンク。
8. 前記タンクの構造が単一円筒型又は複数円筒連結型である請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料タンク。
9. 前記タンクの構造が鞍型である請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料タンク。
10. 内面が平滑な金属製タンクの内壁全面に未変性の低密度ポリエチレン紛体を用いて回転熱成形法で均一にコーティングして、金属製外壁層の内面に、前記外壁層と内層との５０ｍｍ／分の剥離速度での９０度剥離試験による幅１０ｍｍ当たりの密着強度が０．１Ｎより大きく１０Ｎ以下である低密度ポリエチレンからなる内層を形成する燃料タンクの製造方法。
11. 前記低密度ポリエチレンからなる内層を形成する工程が、
    内面が平滑な金属製タンクを用意する工程、
    低密度ポリエチレンの粉体を用意する工程、
    前記金属製タンク内に前記低密度ポリエチレンの粉体を導入する工程、および
    前記タンクを回転させながらポリエチレンの溶融温度以上の温度に前記粉体を加熱することによって、前記粉体を少なくとも部分的に溶融させて前記金属製タンクの内壁全面に前記低密度ポリエチレンを均一にコーティングする工程
    を含む請求項１０記載の方法。
12. さらに、タンクを回転させながらコーティングされた低密度ポリエチレンを冷却し、前記金属製タンクの内面の低密度ポリエチレンからなる内層を固化する工程
    を含む請求項１１に記載の製造方法。
13. 前記低密度ポリエチレンが、０．８６０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の製造方法。
14. 前記低密度ポリエチレンの粉体が、５０〜３０００μｍの範囲の粒径を有するマイクロペレットである請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の製造方法。
15. 前記低密度ポリエチレンが、１００〜４００ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有する請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の製造方法。