JPS61104952A - 多層型プラスチツク燃料タンク - Google Patents

多層型プラスチツク燃料タンク

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JPS61104952A
JPS61104952A JP59222945A JP22294584A JPS61104952A JP S61104952 A JPS61104952 A JP S61104952A JP 59222945 A JP59222945 A JP 59222945A JP 22294584 A JP22294584 A JP 22294584A JP S61104952 A JPS61104952 A JP S61104952A
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density polyethylene
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奥山 敏樹
圭二 大橋
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は低温時の耐衝撃性が単層高密度ポリエチレン
タンクと同等以上の性能をもちかつ燃料凸過性の少ない
多層型プラスチック燃料タンクに関するものである。
(従来の技術) プラスチン″り燃料タンクについては単層型が最も普及
しており、自動車用燃料タンクとしてすでに10年強の
実績が欧州を中心に蓄積されているが、燃料透過能が大
きい傾向を示している。これに対し従来より多層型プラ
スチック燃料タンクが研究開発されており、第1図に示
すようなポリアミド樹脂層2、変性ポリエチレン層3、
高密度ポリエチレン層4を用いた三種三層構成の燃料タ
ンク1が知られている。また三種五層型の燃料タンクも
特開昭58−181642号公報等で知られている。こ
のような燃料タンクは三種五層型プロー成型機を活用す
ることによって三種五層成形も可能で、例えば第2図に
示すようなポリアミド樹脂層2、変性ポリエチレン層8
、高密度ポリエチレン層4を用いた三種五層タンク1も
知られている。
(発明が解決しようとする問題点) これ等の多層成形による三種三層または三種五層のプラ
スチック燃料タンクは、燃料透過防止能が優れていると
いう利点を有するが、三層の場合には耐候性の点で内側
にポリアミド樹脂層、中間に変性ポリエチレン層、最外
層に高密度ポリエチレンを用い第1図のような材料構成
をとった場合に、単層のピンチオフ形状ではピンチオフ
部の衝撃強度が不足するため、特殊なピンチオフ形状を
必要とする。
また三種五層の場合には、第2図に示すような構成とな
り、ピンチオフ部の形状はとくに問題にならないで、室
温では単層とほとんど同程度の落下強度をもたせること
ができるが、−40°C前後の低温で落下衝撃を行なっ
た場合、全体の肉厚を単層、三層と同程度に設定した場
合には剛性を分担している高密度ポリエチレン層が二分
され各々の肉厚が単層、三層の場合のポリエチレン層の
厚みに対し約半分となるため、−40℃以下で落下テス
トを行なうと極端な条件では単層よりも弱くクラックを
生ずることがあることが判った。
(問題を解決するための手段) 発明者らは、上記クラックの要因をミクロに解析した結
果、構成要素の中でポリアミドの低−a#。
化温度が一40℃付近にあることおよびポリアミドの破
断がいわゆるノツチ効果をもたらし、ひびわれを生ぜし
めることを知見し、更に単層のタンクの落下強度が優れ
ていることに着目し、構成材料である高密度ポリエチレ
ン、変性ポリエチレン、およびポリアミドの機械的物性
および物性の温度依存性を相互に近づけることを検討し
、特にポリアミドとして耐衝撃性の高い変性ポリアミド
を用いることにより、−40°Cにおいて単層タンクと
ほぼ同等の衝撃強度を示す多層型プラスチック燃料タン
クを開発した。
この発明の燃料タンクに用−る高密度ポリエチレンとし
ては耐ガソリン性を考慮して分子i20〜30万前後の
高分子耽のものを用いるのがよい。
代表的なポリエチレンの物性の温度依存性は次の通りで
あり、低温脆化温度は通常−80°C以下であり、耐衝
撃性に極めてすぐれている。ここで低温脆化温度とは、
ASTMD−746−57の低温脆化温度試験法にて5
0チのサンプルが破損する温度を意味する。
次に、変性ポリエチレンには高密度ポリエチレンをベー
スにしたものと、低密度ポリエチレンをベースにしたも
のがあり、衝撃を中間にはさまれる変性ポリエチレン層
で緩和するにはやわらかい低密度ポリエチレンを選ぶと
いう考えがあるが、この発明においては剛性を高密度ポ
リエチレンに整合させる方が望ましいという思想から高
密度ポリエチレンをベースとし、その一部に無水マレイ
ン酸などを付加重合させカル・′)ホキシル基などの極
性基を導入したものを用いることが望ましい。
さらにポリアミドについては、ナイロン6.66゜61
0tll、lz等を検討した結果、プロー成形の可能な
グレードとして耐衝撃性の高い変性ポリアミド、例えば
ポリオレフィン系エラストマー変性、アイオノマー変性
、共重合ポリアミド類、特にポリオレフィン変注材の含
有量が50%以下、好ましぐは5〜49%のポリオレア
イン変性ポリアミドを用いるのがよく、熱安定性および
価格の点で有利な材料を選定することができる。
また近年ポリマーアロイ、ポリマーブレンド技術の進歩
により、ポリアミドアロイとして極性基の導入された変
性ポリオレフィンの使用が改良のポイントとなっている
。例えばカルボン酸基をもつ酸性オレフィン共重合体と
のブレンドでは酸性基とポリアミドのアミン末端の間に
反応がおこり、融解粘度を上昇させ、押出成形性を改良
すると同時に衝撃強度も著しく向上させる(特公昭42
−.12546号)。また極性基として水酸基をもった
変性ポリオレフィンとのアロイ化(特公昭48−112
21号)、共重合によりエポキシ基を導入した変性ポリ
エチレンの使用によっても桁ジ2強度の改良ができるこ
とが示されている。またエチレン−エチルアクリレート
共重合K (EEA )の存在下でカプロラクタムを重
合させ、EEA主鎖にカプロラクタムをグラフトさせた
反応型ポリマーアロイ(特公昭44−29262号)も
高品質ポリマーアロイの製造法として注目されているが
、これらの方法による変性ポリアミドの各上市品の具体
的内容については、商習慣により公開されていない。し
かし当業者には実験により適宜有利な材料を選定するこ
とができる。
この発明の燃料タンクは、第1図および第2図に示すタ
ンクにおいてポリアミド層を形成するのに変性ポリアミ
ドを使用したもので、従来のタンクと同様に通常プロー
成形法によりつくられる。
図示する三種三層型、三種五層型タンクにあっては、三
本の押出機にて材料を可塑化し、アキムレ−タヘッドに
蓄積して三層および五層の成形を行なう。この場合特に
三種五層の場合には、もともとブロー成形法ではパリが
発生しやすいのに加えて、高密ポリエチレン層と変性ポ
リエチレン層で変性ポリアミド層をはさむ形で二分して
振り分けて流すアキュムレータヘッドを使用しプロー成
形するので、成形後のパリの発生量が著しく多くなる。
従ってかかるパリを再利用することはコストダウンをは
かるために重要なことである。パリを使用する場合には
、4本の押出機と五層のアキュムレータピストンを用い
たブロー形機を活用して、第2図(b)に示すタンク最
内層高密度ポリエチレン4に対応するタンク最内層はパ
リ回収材を加えた高密度ポリエチレン、タンク最外層に
は高密度ポリエチレンを用い、その中間に両側に変性ポ
リエチレンを振り分けて変性ポリアミド層をはさんだ四
種五層構成とすればよい。上記パリ材は通常高密度ポリ
エチレンを主体とし、少量のポリアミドと少量の変性ポ
リエチレンを含むもので、粉砕後、新材の高密度ポリエ
チレンに対し、10P−40重量係程度加え材料をタン
クの最内層として用いるのが好ましい。材料の再利用効
率を考えた場合発生したパリを全量、新材の高密度ポリ
エチレンに加える方がコスト的に有利である。従ってパ
リの全量再利用をはかりつつ、かつ新材のポリエチレン
の機械的性質を失なわせないように前記範囲内でパリ材
を配合することが必要である。またタンクの層構成をポ
リアミドを中心として対称に考えた場合、タンク内外か
ら加わる曲げ・、引張り、衝撃などの荷重が強くなるだ
けでなく、流れ注、成形性も良好にでき有利である。
各層の厚みはブロー成形の場合、精密に設定することは
むずかしいが、平均肉厚として総板厚2.5ミリメート
ル以上であり、ポリアミド層の厚さ0.1ミリメートル
以上、変性ポリエチレン層が0.1ミリメートル以上で
あることが望ましい。
尚特別な例として、最内層のパリを混入した高密度ポリ
エチレンの平均板厚0.1〜0.2ミリメートル、変性
ポリエチレン接着層の平均板厚0.1〜0.2ミリメー
トル、変性ポリアミド平均板厚0.1〜0.2ミリメー
トル、変性ポリエチレン接着層の平均板厚0.1〜0,
2ミIJメートル、最外層の新材高密度ポリエチレン層
の平均板厚2.2ミリメートル以上とし、最内層の再生
ポリエチレン(回収したパリを混入した高密度ポリエチ
レン)を薄目に設定すると、4本の押出機スクリューの
1本のみを大容量にすればよぐ、紅済的にも三種三層、
三種五層成形機に比較して小型押出機を追加するだけで
すむため有利である。また最外層が構造強度を受持つこ
とになるため、最外層以外の樹脂の特性差が、かなり異
なっても機械的物性に影響が出ないという利点がある。
(実施例) この発明を次の実施例により説明する。
実施例1 高密度ポリエチレン(HDPE)としてショーレックス
4551H(昭和電工製、商品名)を、変性ポリエチレ
ンとしてアトマーGT−1(三井石油化学製、商品名)
を、ポリアミドとしてアミランCM1056 (東し製
、商品名、変性オレフィン量20〜80重量%)を用い
て、三種五層型ブロー成形機にて成形し、第2図に示す
ような構成の三種五層型燃料タンク(タンク容[501
)を得得た。各層の膜厚HDPE 3.8m、変性ポリ
エチレン100μ、変性ポリアミド100μ、合計4u
であった。
上記アミランCM1056は増粘仕様になっており、ブ
ロー成形性にすぐれているほか、ポリオレフィンをポリ
アミドに反応させて分・散させたものであり、変性ポリ
エチレンとの接着性にすぐれ耐衝撃性も、通常のブロー
用耐熱性ポリアミドアミランGM1046に比較して低
温脆化温度が約3倍すぐれている。
実施例2 高t[ポリエチレンとしてハイゼツクス8200B(三
井石油化学製、商品名)を、変性ポリエチレンにはアト
マーGT−1を、ポルリアミドとしてアミランCM10
56を用いてプロー成形を行ない実施例1と同様の三種
五層型プラスチック燃料タンクを得た。
実施例3 高密度ポリエチレンにBZ80(三菱油化製、商品名)
を、変性ポリエチレンとしてモデイツクH100F (
三菱油化製、商品名)を、ポリアミドとしてアミランU
TM21(高衝撃ナイロン、東し製、商品名、変性オレ
フィン量20〜25重量%)を用い、多層ブロー成形機
にて成形し、実施例1と同様の多層型プラスチック燃料
タンクを得た。
実施例4 高密度ポリエチレンとしてハイゼックス8200Bを、
変性ポリエチレンとしてアトマーGT−1を、ポリアミ
ドとしてアミランC!Ml 056を用いて第1図に示
すような三種三層型プラスチック燃料タンクを得た。
実施例5 高密度ポリエチレンとしてショーレックス4551Hを
、変性ポリエチレンとしてER403(昭和電工製、商
品名)を、ポリアミドとして高衝撃ナイ・ロンUTM1
41(東し製、商品名、変性オレフィン量25〜30重
祉チ)を用いて実ba例4と同様の燃料タンクを得た。
上記U T M 141は極めて低温衝撃性にすぐれて
いる。
比較例1 gL[ポリエチレン、ショーレックス4551Bを用い
てプロー成形により501容量の単層燃料タンクを得た
比較例2 高密度ポリエチレンとしてショーレックス45511(
を、変性ポリエチレンとしてアトマーGT−1を、ポリ
アミドとしてアミランCM1046を用い実施例1と同
様にして三種五層型プラスチック燃料タンクを得た。
比較例8 高密度ポリエチレンとしてショーレックス4551Hを
、変性ポリエチレンとしてアトマーGT−1を、ポリア
ミドとしてアミランCM1046を用い実施例4と同様
にして三種三層型プラスチック燃料タンクを得た。
以上実施例1〜5、比較例1〜3の燃料タンクはすべで
全壁厚4fi、容fik50tのものでこれ等の燃料タ
ンクにつき次の試験を行ない、得た結果を第1表に示す
(イ)燃料透過防止性能の測定(透過係数)(ロ) 低
温衝撃試験(落下テスト) (ハ)低温衝撃試験(四角錐衝撃) 尚上記試験は[E規制84号および運輸省令自軍筒13
27号昭和゛52年12月27日に定められた燃料透過
測定法、「乗用車用プラスチック製燃料タンクの技術基
準」によるもので、低温衝撃試験(四角錐衝撃)は15
に9fの正四角錐によるもので、規定値は8.1 kg
−f−m (−40°C±2°C)である。
第  1  表 第1表から実施例1〜5のタンクは、比較例1の単層タ
ンクに比較して透過量を著しく低減することができるほ
か、低温時の衝撃強度に関しても実際の規格値では元来
合格しているが、規定の5倍皿のエネルギーを負荷して
も単層タンク同様穴あきモードが生じるのみでガソリン
の洩れ方は少ない。
(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明の多層型プラスチッ
ク燃料タンクは、耐衝撃性の高い変性ポリアミド層をタ
ンクの最内層または中間層として有するため、従来のこ
の種タンクが、ポリアミドとポリエチレンの低温時の衝
撃特性に差が大きく特に−40″Cのような極端な条件
下でポリアミドの低温脆化温度に近ずくため、ポリアミ
ドの物性が急激に変化することによりとくに鋭い突起物
などによりポリアミド層に傷がつくと、いわゆるエツジ
効果に敏感となっていたため第1表から明らかなように
正四角錐による低温衝撃試験において規定値の5倍にエ
ネルギーを上げた場合割れモードの破壊が生じたのに対
し、このような破壊を生ずることなく、−40°Cでの
機械的特性、とくに耐aSが改善され、ガソリン透過防
止性能が侵れた、安定且つ軽量で車両に塔載するのに極
めて適しているという利点が得られる。またブロー成形
により生ずるパリを再利用する場合にはコストの低減が
はかられ、最小限のコスト上昇でバランスのすぐれた多
層型タンクが得られる。更に今後エネルギー源の多様化
傾向が強まると予測されるが、最内層にポリエチレン層
が存在する三種五層或いは四種五層のタンクではメタノ
ール、エタノール等のアルコール燃料およびガソリン燃
料に対しても特別の対策を行なう必要がなくなるという
利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は三種三層のプラスチック燃料タンクの断
面図、 第1図(b)は第1図(a)のA部の拡大図、第2図(
〜は三種五層のプラスチック燃料タンクの断面図、 第2図中)は第2図(a)のB部の拡大図である。 l・・・タンク      2・・・ポリアミド層8・
・・変性ポリエチレン層 4・・・高密度ポリエチレン層 特許出願人 日産自動車株式会社 一9ρつ− 第1図 (a) (bン 2ホ01)丁ミら1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、外層に高密度ポリエチレンを用い、耐衝撃性の高い
    変性ポリアミド層を最内層または中間層として有するこ
    とを特徴とする多層型プラスチック燃料タンク。
JP22294584A 1984-10-25 1984-10-25 多層型プラスチツク燃料タンク Expired - Lifetime JPH0688591B2 (ja)

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