JPH06134947A - 多層プラスチック燃料タンク - Google Patents
多層プラスチック燃料タンクInfo
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Abstract
バリや回収燃料タンクを原料の高密度ポリエチレンの一
部として再使用して燃料タンクを製造する際に特殊な混
練技術や成形方法によらなくとも耐衝撃強度の低下を抑
制し得る多層プラスチック燃料タンクを提供する。 【構成】 ガスバリアー層(A)の少なくとも片面に接
着層(B)を介して高密度ポリエチレン層(C)を積層
して成り、特に、高密度ポリエチレン層(C)として、
極限粘度が2〜6dl/g、密度が0.940〜0.9
70g/cm3 、190℃でのゼロシャー粘度が2.0
×107 〜1.0×108 ポイズの高密度ポリエチレン
を使用する。
Description
タンクに関するものであり、詳しくは、ガスバリアー層
(A)の少なくとも片面に接着層(B)を介して高密度
ポリエチレン層(C)を積層して成る多層プラスチック
燃料タンクに関するものである。
省エネルギー化を反映して各種自動車部品のプラスチッ
ク化が活発に検討されている。プラスチック材料として
は、安価であること、高強度、良耐候性、良耐薬品性で
あること等の観点からポリオレフィン樹脂が一般に使用
されている。従来、燃料タンクについては、高分子量高
密度ポリエチレンによるプラスチック化が提案されてい
るが、ガスバリヤー性が必ずしも十分ではないため、ガ
ソリンが蒸散し、環境を汚染する等の不都合を生じると
報告されている。
て、変性ナイロン樹脂層の片面に接着層を介してポリオ
レフィン樹脂層を積層した容器であって、変性ナイロン
樹脂層が、結晶化度1〜35%、メルトインデックス
0.01〜50のエチレン−α−オレフィン共重合体に
無水マレイン酸をグラフトさせた無水マレイン酸含有量
0.05〜1重量%の変性共重合体とナイロンとの溶融
混合物から成り、接着層が、結晶化度2〜30%、メル
トインデックス0.01〜50のエチレン−α−オレフ
ィン共重合体に無水マレイン酸をグラフトさせた無水マ
レイン酸含有量0.01〜1重量%の変性共重合体から
成る多層容器が提案されている(特公昭61−4262
5号公報)。
レフィン樹脂層としては、具体的には、190℃でのゼ
ロシャー粘度が1.25×107 ポイズの高密度ポリエ
チレンである「ノバテックBR300」(ノバテックは
三菱化成株式会社の登録商標)が使用されている。しか
しながら、ポリオレフィン樹脂層として、190℃での
ゼロシャー粘度が1.25×107 ポイズの高密度ポリ
エチレンを使用した上記の多層容器においては、特に低
温時にアイゾット耐衝撃強度が劣ると言う欠点がある。
また、耐ドローダウン性が劣るために多層容器の上部に
薄肉部が生じ易く、更に、均一溶融延伸性が劣るために
ポリオレフィン樹脂層が不均一となり易いと言う欠点が
ある。
コストを低下させるため、その製造工程で発生するバリ
や回収燃料タンクの再利用が計られている。しかしなが
ら、従来の多層プラスチック燃料タンクのバリや回収品
を再使用した場合、得られる燃料タンクの耐衝撃強度が
低下するという問題がある。そこで、耐衝撃強度を改善
するために、高密度ポリエチレン100重量部に対し、
多層プラスチック燃料タンクの回収品の一部または全部
(20〜200重量部)をL/Dが20以上の特殊な形
状のスクリューを有する押出機を用い、押出温度200
〜250℃で混練する方法が提案されている(特開平4
−47918号公報)。
制御したり、混練機のスクリュー形状を特殊化する必要
がある。また、バリヤー性、耐衝撃性、耐候性、耐薬品
性の全ての点において優位性を得ることが困難であり、
更に、バリや回収燃料タンクの再使用による耐衝撃強度
の低下を抑止することは望めない。
鑑みなされたものであり、その目的は、良好なガソリン
バリヤー性を有し、しかも、バリや回収燃料タンクを原
料の一部として再使用して燃料タンクを製造する際、特
殊な混練技術や成形方法によらなくとも耐衝撃強度の低
下を抑制し得る多層プラスチック燃料タンクを提供する
ことにある。
は、ガスバリアー層(A)の少なくとも片面に接着層
(B)を介して高密度ポリエチレン層(C)を積層して
成り、各層が以下に定義する(A)〜(C)にて構成さ
れていることを特徴とする多層プラスチック燃料タンク
に存する。 ガスバリアー層(A):ガスバリアー性を有する樹脂 接着層(B):ガスパリアー層(A)及び高密度ポリエ
チレン層(C)に対して接着性を有する樹脂 高密度ポリエチレン層(C):極限粘度が2〜6dl/
g、密度が0.940〜0.970g/cm3 、190
℃でのゼロシアー粘度が2.0×107 〜1.0×10
8 ポイズの高密度ポリエチレン。
多層プラスチック燃料タンク(以下、「多層燃料タン
ク」と略記する)は、ガイバリアー層(A)の少なくと
も片面に接着層(B)を介して高密度ポリエチレン層
(C)を積層して成る。
する。本発明において、ガスバリアー層(A)は、ガス
バリアー性を有する樹脂が用いられる。例えば結晶化度
が1〜35%、好ましくは1〜30%であり、メルトイ
ンデックスが0.01〜50、好ましくは0.1〜20
のエチレン−α−オレフィン共重合体に無水マレイン酸
を0.05〜1重量%、好ましくは0.2〜0.6重量
%グラフトした無水マレイン酸変性エチレン−α−オレ
フィン共重合体とポリアミドとの混合物から成る変性ポ
リアミド組成物等が用いられる。以下に更に詳しく記述
する。
て、α−オレフィンとしては、プロピレン、ブテン−
1、ヘキセン−1等が挙げられ、これらのα−オレフィ
ンは、30重量%以下、好ましくは5〜20重量%の割
合でエチレンと共重合される。
度のものが使用される。斯かるポリアミドは、例えば、
ジアミンとジカルボン酸との重縮合によって得られるポ
リアミド、アミノカルボン酸の縮合によって得られるポ
リアミド、ラクタムから得られるポリアミドまたはこれ
らの共重合ポリアミドから得られる。そして、上記のジ
アミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレ
ンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリメチルヘキ
サメチレンジアミン、1,3−(1,4−)ビス(アミ
ノメチル)シクロヘキサン、ビス(p−アミノシクロヘ
キシルメタン)、m−(p−)キシリレンジアミン等の
脂肪族、脂環族、芳香族のジアミンが挙げられ、ジカル
ボン酸としては、アジピン酸、スベリン酸、セバシン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソ
フタル酸などの脂肪族、脂環族、芳香族のジカルボン酸
が挙げられる。また、上記のアミノカルボン酸として
は、ε−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸
などが挙げられ、ラクタムとしては、ε−カプロラクタ
ム、ε−ラウロラクタム等が挙げられる。
6、ナイロン−66、ナイロン−610、ナイロン−
9、ナイロン−11、ナイロン−12、ナイロン−6/
66、ナイロン66/610、ナイロン−6/11等が
挙げられる。成形性の観点からは、融点が170〜28
0℃、好ましくは、200〜240℃のポリアミドが好
適であり、特に、ナイロン−6が好適である。
ィン共重合体の混合割合は、ポリアミド100重量部に
対して10〜50重量部、好ましくは10〜30重量部
である。混合方法は、特に制限はないが、200〜28
0℃の温度で押出機などにより混練するのが好ましい。
着層(B)にはガスバリアー層(A)及び高密度ポリエ
チレン層(C)に対して接着性を有する樹脂を用いる。
例えば、接着層(B)は、高密度ポリエチレンに不飽和
カルボン酸またはその誘導体を0.01〜1重量%グラ
フトした変性ポリエチレン等を用いることができる。以
下に更に詳しく記述する。上記の変性ポリエチレンにお
いては、密度が0.940〜0.970g/cm 3 の高
密度ポリエチレンが好適に使用される。斯かる高密度ポ
リエチレンとしては、具体的には、エチレンの単独重合
体またはエチレンと3重量%以下、好ましくは0.05
〜0.5重量%のα−オレフィンとの共重合体などのポ
リエチレンが挙げられる。そして、α−オレフィンとし
ては、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1等が挙げ
られる。また、不飽和カルボン酸またはその誘導体とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸、シトラコン酸、または、それらの酸無
水物が挙げられ、特に無水マレイン酸が好適に使用され
る。そして、不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラ
フト量は、0.02〜0.06重量%が好ましい。
て説明する。本発明において、高密度ポリエチレン層
(C)は、極限粘度が2〜6dl/g、好ましくは2.
3〜5.5dl/g、密度が0.940〜0.970g
/cm 3 、好ましくは0.950〜0.965g/cm
3 、190℃でのゼロシャー粘度が2.0×107 〜
1.0×108 ポイズ、好ましくは2.5×107 〜
9.0×107 ポイズの高密度ポリエチレンによって構
成される。
で得られる種々のものが使用できる。具体的には、エチ
レンの単独重合体、エチレンと3重量%以下、好ましく
は0.05〜0.5重量%のα−オレフィンとの共重合
体などが挙げられる。そして、α−オレフィンとして
は、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1等が使用さ
れる。高密度ポリエチレンの極限粘度、ゼロシャー粘度
が上記範囲を外れると、耐ドローダウン性、均一溶融延
伸性などの成形性および耐衝撃性が低下する。高密度ポ
リエチレン層には、必要に応じ、高密度ポリエチレン1
00重量部に対し、1重量部以下程度の顔料、熱安定剤
などの添加剤を配合してもよい。
明する。本発明の多層プラスチック燃料タンクは、ガス
バリアー層(A)の少なくとも片面に接着層(B)を介
して高密度ポリエチレン層(C)を積層して成る。特
に、ガスバリアー層(A)の両面に高密度ポリエチレン
層(C)を積層した3種5層構造のものが好適である。
は、ガスバリアー層(A)の厚さは、0.01〜0.5
mm、好ましくは0.1〜0.3mm、接着層(B)の
厚さは、0.01〜0.5mm、好ましくは0.1〜
0.3mm、高密度ポリエチレン層(C)の厚さは、1
〜10mm、好ましくは1.5〜5mmの範囲から選ば
れる。
ブロー成形法で行われる。例えば、複数の押出機から各
層の樹脂を個別に可塑化して同じ円状の流路を有する同
一のダイに押出し、ダイ内で各層の肉厚の均一化を行な
うと共に各層を重ね合せ、見掛け上、一層のパリソンを
製造する。このパリソンを成形用金型内において、内側
より空気圧により膨らませ、金型に密着させると同時に
冷却して多層燃料タンクを製造する。
は、タンクの製造の際に発生するバリ及び/又は燃料タ
ンクの回収品を高密度ポリエチレンに混合して原料の一
部として使用することが出来る。本発明の多層燃料タン
クは、バリ及び/又は回収品を再使用しても高密度ポリ
エチレン層とガスバリアー層との接着は良好であり、高
密度ポリエチレン層の強度も低下することがない。
で粉砕して粒状または粉状とした後、高密度ポリエチレ
ンペレットと混合して使用される。バリ及び/又は回収
品などの混合割合は、高密度ポリエチレン100重量部
に対して約60重量部以下とするのがよい。なお、混合
に先立ち、バリ等を乾燥するのが好ましい。
ンバリヤー性を有するため、ガソリンタンク等の燃料タ
ンクに好適である。更に、燃料タンクの製造において、
製造工程で発生するバリや回収品を高密度ポリエチレン
に混合しても、良好な耐衝撃性を有する燃料タンクが製
造される。
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、原料は以下のも
のを使用した。また、物性試験は、下記の方法に従って
行なった。 極限粘度〔η〕 テトラリン中、130℃で測定した。 密度 JIS K6760に準拠して測定した。 ゼロシアー粘度(η0 ) 測定装置は、レオメトリックス社製ストレスレオメータ
ー(「RSR−M」)を使用した。この装置は、クリー
プ特性から低剪断速度領域の溶融剪断粘度を求めること
が出来る。一般に、溶融ポリマーの剪断粘度は、低剪断
速度(103 sec-1以下)で定常値をとり、剪断速度
が大きくなるに従って小さくなる。ゼロシアー粘度(η
0)とは、上記の定常値を指す。フィクスチャーは、円
錐−平板型であり、直径が25mm、円錐と平板のなす
角度が0.1radのものを使用した。測定試料は、ペ
レットをプレス成形機で厚さ約1mmのシートに成形し
て使用した。測定温度は、190℃である。
A:エチレン−ブテン−1(0.2重量%)共重合体。 極限粘度:2.41dl/g、密度:0.953g/c
m3 、ゼロシャー粘度:4.70×107 ポイズ B:エチレン−ブテン−1(0.18重量%)共重合
体。極限粘度:4.2dl/g、密度:0.954g/
cm3 、ゼロシャー粘度:4.48×107 ポイズ C:エチレン−ブテン−1(0.18重量%)共重合
体。極限粘度:5.3dl/g、密度:0.954g/
cm3 、ゼロシャー粘度:9.00×107 ポイズ D:エチレン−ヘキセン−1(0.2重量%)共重合
体。極限粘度:2.33dl/g、密度:0.951g
/cm3 、ゼロシャー粘度:1.47×107 ポイズ E:ノバテックBR300(登録商標,三菱化成(株)
製) 極限粘度:2.08dl/g、密度:0.947g/c
m3 、ゼロシャー粘度:1.25×107 ポイズ
密度0.960g/cm3 の高密度ポリエチレンに無水
マレイン酸(0.4重量%)をグラフトした変性ポリエ
チレン。メルトインデック(MI):0.1g/10分 (3)変性ポリアミド組成物(MPA):G:相対粘度
4.0のナイロン(6)80重量部に無水マレイン酸
(0.3重量%)変性エチレン−ブテン−1共重合体
(エチレン−ブテン−1(13モル%)共重合体の結晶
化度が20%で、MIが3.5g/10分)20重量部
を混合した変性ポリアミド組成物 (4)ポリアミド(PA) H:相対粘度3.5のナイロン(6):ノバミッド10
20(登録商標,三菱化成(株)製)
タンク(3種5層積層体)を以下の要領で製造した。先
ず、表2に示す各層の原料樹脂を別々の押出機を用いて
個々に溶融し、同心円状の流路を有する同一ダイに押出
し、ダイ内(ダイ内温度:235℃)で各層を重ね合せ
て共押出をして溶融円筒体(パリソン)を形成した。次
いで、得られたパリソンを金型(温度:20℃)で挟
み、空気を圧入(圧力:6Kg/cm2 )して表2に示
すような層構成および層厚さの多層燃料タンク(50リ
ットル)を製造した。押出機におけるシリンダーの設定
温度は以下の表1の通りとした。
出成形したパリソンを金型に挟み込む迄の間にドローダ
ウンが生じて、成形品(容器)の上部に薄肉部が生じ
た。また、溶融延伸性が不十分で高密度ポリオレフィン
層の均一性が不良であった。
3及び比較例1〜3で製造した多層燃料タンクに水また
は不凍液を満液とし、表4に示す温度および高さの条件
下で落下させて亀裂の有無を確認することにより強度を
評価した。その結果を表4に示す。
クをパンチングプレート穴径8mmφのクラッシャーを
用いて粉砕した。得られた各粉砕物を単軸押出機または
2軸押出機により、表5の条件下で混練してチップを形
成した。得られた各チップを高密度ポリエチレンに40
重量%の割合で混合して高密度ポリエチレン層とした以
外は、実施例1と同様の方法にて実施例1と同様の3種
5層の燃料タンク(60リットル)を製造した。
(株)製(30φ) L/D:20、圧縮比:3.2 フルフライト型スクリュー 樹脂温度:240℃ (2)2軸押出機 日本製鋼所(株)製(「TEX44HCT」) L/D:24.5 混練部:ニーディングディスク 樹脂温度:240℃
5及び比較例4〜6で製造した多層燃料タンクについ
て、実施例1と同様の強度試験を行い、その結果を表6
に示した。
〜6において、各押出機における比エネルギーEspと
ポリアミド(NY)の粒径を測定し、その結果を表7及
び8に示す。また、得られた各チップを230℃でプレ
スし、IZOD試験片を作製し、23℃及び−40℃で
JIS K 7110に準じてIZOD強度を測定し
た。その結果をHDPE単独から成るIZOD試験片に
対するIZOD強度保持率と併せて表7及び8に示す。
ソリンバリヤー性を有し、しかも、バリや回収燃料タン
クを原料の高密度ポリエチレンの一部として再使用して
燃料タンクを製造する際に特殊な混練技術や成形方法に
よらなくとも耐衝撃強度の低下を抑制し得る多層プラス
チック燃料タンクが提供される。
Claims (6)
- 【請求項1】 ガスバリアー層(A)の少なくとも片面
に接着層(B)を介して高密度ポリエチレン層(C)を
積層して成り、各層が以下に定義する(A)〜(C)に
て構成されていることを特徴とする多層プラスチック燃
料タンク。 ガスバリアー層(A):ガスバリアー性を有する樹脂 接着層(B):ガスバリアー層(A)及び高密度ポリエ
チレン層(C)に対して接着性を有する樹脂 高密度ポリエチレン層(C):極限粘度が2〜6dl/
g、密度が0.940〜0.970g/cm3 、190
℃でのゼロシアー粘度が2.0×107 〜1.0×10
8 ポイズの高密度ポリエチレン。 - 【請求項2】 ガスバリアー層(A)が、エチレン−α
−オレフィン共重合体にα,β−不飽和カルボン酸又は
その誘導体を0.05〜1重量%グラフトしたα,β−
不飽和カルボン酸変性エチレン−α−オレフィン共重合
体とポリアミドとの混合物から成る変性ポリアミド組成
物であることを特徴とする請求項1に記載の多層プラス
チック燃料タンク。 - 【請求項3】 エチレン−α−オレフィン共重合体が結
晶化度1〜35%、メルトインデックスが0.01〜5
0のエチレン−α−オレフィン共重合体であることを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載の多層プラスチッ
ク燃料タンク。 - 【請求項4】 α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導
体が無水マレイン酸であることを特徴とする請求項1乃
至請求項3に記載の多層プラスチック燃料タンク。 - 【請求項5】 接着層が高密度ポリエチレンに不飽和カ
ルボン酸又はその誘導体をグラフトした変性ポリエチレ
ンであることを特徴とする請求項1乃至請求項1乃至請
求項4に記載の多層プラスチック燃料タンク。 - 【請求項6】 変性ポリエチレンが高密度ポリエチレン
に不飽和カルボン酸又はその誘導体を0.01〜1重量
%グラフトした変性ポリエチレンであることを特徴とす
る請求項1乃至請求項5に記載の多層プラスチック燃料
タンク。
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