WO2000048858A1 - Reservoir a carburant en matiere thermoplastique et tubulure de remplissage pour ce reservoir - Google Patents

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WO2000048858A1
WO2000048858A1 PCT/EP2000/001194 EP0001194W WO0048858A1 WO 2000048858 A1 WO2000048858 A1 WO 2000048858A1 EP 0001194 W EP0001194 W EP 0001194W WO 0048858 A1 WO0048858 A1 WO 0048858A1
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thermoplastic
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PCT/EP2000/001194
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Pierre Gilliard
Jules-Joseph Van Schaftingen
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Solvay (Societe Anonyme)
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    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
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    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/04—Tank inlets

Definitions

  • the present invention relates to a fuel tank made of thermoplastic material.
  • the present invention aims to provide reservoirs of large dimensions capable of ensuring the storage of fuel, for example in motor vehicles, which have improved impermeability to liquids and gaseous fuels and thus better respect one "environment. In particular it is also for precise dimensions of tanks and that would provide a good impact resistance, especially when they are produced by welding at least two molded parts.
  • thermoplastic material a plastic is meant that, under the influence of heat, melts or softens sufficiently to enable its shaping.
  • saturated polyester is intended to denote any synthetic resin comprising at least 50% of ester units free of unsaturated carbon-carbon bonds.
  • the ester units can indifferently be all identical or, on the contrary, belong to at least two different species.
  • Saturated polyester may be the only plastic material constituting the thermoplastic material of the tank.
  • the thermoplastic may include saturated polyester and at least one other thermoplastic polymer.
  • the content by weight of the saturated polyester in the tank is at least 55% of the total weight of plastic material. Preferably, it is at least 70% of this total weight.
  • thermoplastic rubbers examples include, without limitation, functionalized thermoplastic rubbers and, more generally, thermoplastic compatibilizers of various nature. It is also possible to use a mixture of at least two different saturated polyesters.
  • the saturated polyester of the reservoir according to the invention is selected from those comprising ester units derived from an aromatic dicarboxylic acid.
  • an aromatic dicarboxylic acid a phthalic acid is very suitable.
  • Terephthalic acid has given excellent results.
  • the saturated polyester of the reservoir according to the invention from those which comprise ester units derived from an aliphatic dialcohol.
  • aliphatic dialcohol dialcohols with a linear carbon chain containing less than 10 carbon are very suitable. 1, 2-ethanediol and 1, 4-butanediol have given excellent results.
  • the saturated polyester of the reservoir according to the invention is selected from polyethylene terephthalates and n-butylene.
  • the reservoir according to the invention may comprise one or more additives usually used in plastics.
  • the reservoir according to the invention further comprises at least one additive which improves its impact resistance.
  • this additive makes it possible to avoid, or at least to limit in a significant proportion the permanent deformations, the cracks and the breaks caused by the impact of solid objects on the surface of the tank.
  • thermoplastic elastomer resins such as SEBS (styrene-ethylene-butadiene copolymers) and TPE (thermoplastic polyester elastomers).
  • SEBS styrene-ethylene-butadiene copolymers
  • TPE thermoplastic polyester elastomers
  • welding is understood to mean the assembly operation of at least two objects having a melting step conducted from at least a portion of the surface of each object, a contacting step of the objects and a last cooling step to return to the solid state of the melt in order to obtain an assembly of composite objects that behaves, from the point of view of mechanics, as a single object.
  • the hollow bodies designate any object whose surface has at least one empty or concave part.
  • they designate plastic shells which can be welded edge to edge.
  • the injection technique used to manufacture the hollow bodies consists of introducing molten plastic material under pressure into a mold until the closed volume delimited by the mold is completely filled, cooling to freeze the hollow body, then opening and remove the mold.
  • the reservoir according to the invention it is formed of a multilayer structure, that is to say formed of a stack of at least two layers of separate materials.
  • the multilayer structure may include an internal layer itself comprising recycled plastic.
  • inner layer is meant a layer located between the inner and outer layers of a structure with three or more layers.
  • the internal layer comprising recycled plastic material comprises at least one saturated thermoplastic polyester.
  • the waste from the manufacture of the tank according to the invention.
  • Another possibility is to reuse the plastic material contained in the used tanks, at the end of their period of use.
  • the material constituting the internal layer comprising recycled plastic is particularly advantageous for the material constituting the internal layer comprising recycled plastic to be mixed homogeneously. Excellent results have been obtained when this material has been mixed by melting, kneading in a screw extruder and forced passage through a forming die head office.
  • the reservoir is in three layers arranged in the following order:
  • thermoplastic saturated polyester - an inner layer comprising a thermoplastic saturated polyester, - an inner layer comprising a homogeneous mixture of at least one thermoplastic virgin saturated polyester and at least a recycled thermoplastic material which is a saturated polyester,
  • an outer layer comprising a saturated thermoplastic polyester.
  • virgin saturated polyester is meant a saturated polyester which does not come from recycling of an object containing the polyester or manufacturing scrap to such an object.
  • the invention also relates to a filler neck made of thermoplastic material for a fuel tank consisting of a co-injected multilayer structure of which at least one layer comprises a saturated thermoplastic polyester.
  • the saturated polyester is similar in nature to that described above for the tanks.

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Abstract

Réservoir à carburant en matière thermoplastique comprenant un polyester saturé. Tubulure de remplissage d'un réservoir à carburant en matière thermoplastique multicouche co-injectée comprenant au moins une couche en polyester saturé.

Description

Réservoir à carburant en matière thermoplastique et tubulure de remplissage pour ce réservoir
La présente invention concerne un réservoir à carburant en matière thermoplastique.
Les réservoirs à carburant actuels sont souvent constitués essentiellement de matière plastique. Ces réservoirs doivent satisfaire à un ensemble de propriétés qui sont davantage contraignantes du point de vue du respect de l'environnement et de la résistance au choc et au feu que celles qui étaient requises pour les réservoirs à carburant fabriqués au cours des années écoulées, en particulier lorsque ces réservoirs sont destinés à être montés sur des véhicules automobiles. II est connu d'utiliser des résines en polytéréphtalate d'éthylène ou de butylène pour fabriquer des boîtiers destinés à filtrer les carburants (demande de brevet EP-A2-0745763). Des structures tricouches sont décrites où les couches internes et externes ont été rendues conductrices de l'électricité et où chacune des couches peut être additionnée d'un agent de renforcement aux chocs. Le boîtier peut être réalisé par co-injection.
Dans le domaine des réservoirs de grande dimension, tels que ceux qui équipent les véhicules automobiles pour stocker le carburant, on rencontre des difficultés pour extrapoler la technique connue en raison des problèmes de maintien de la résistance aux chocs et de la précision des dimensions des réservoirs produits, en particulier lorsqu'ils sont assemblés par soudage de plusieurs pièces injectées.
La présente invention a pour but de fournir des réservoirs de grandes dimensions capables d'assurer le stockage du carburant, par exemple dans les véhicules automobiles, qui présentent une imperméabilité améliorée aux carburants liquides et gazeux et partant, respectent mieux 1" environnement. Plus particulièrement, elle s'adresse aussi à des réservoirs de dimensions précises et qui offriraient une bonne résistance aux chocs, notamment lorsqu'ils sont produits par soudage d'au moins deux pièces injectées.
A cet effet, l'invention concerne un réservoir à carburant en matière thermoplastique selon lequel la matière thermoplastique comprend un polyester saturé. Par matière thermoplastique, on désigne une matière plastique qui, sous l'influence de la chaleur, fond ou se ramollit suffisamment pour permettre sa mise en forme.
Par polyester saturé on entend désigner toute résine synthétique comprenant au moins 50 % d'unités ester exemptes de liaisons carbone-carbone non saturées. Les unités ester peuvent indifféremment être toutes identiques ou, au contraire, appartenir à au moins deux espèces différentes.
Le polyester saturé peut être la seule matière plastique constituant la matière thermoplastique du réservoir. En variante, la matière thermoplastique peut comprendre du polyester saturé et au moins un autre polymère thermoplastique. Dans ce cas la teneur en poids du polyester saturé dans le réservoir est d'au moins 55 % du poids total de matière plastique. De préférence, elle est d'au moins 70 % de ce poids total.
Comme exemples d'autres matières plastiques, on peut citer, de manière non limitative, les caoutchoucs thermoplastiques fonctionnalisés et, plus généralement, les compatibilisants thermoplastiques de nature diverse. On peut aussi mettre en oeuvre un mélange d'au moins deux polyesters saturés différents.
De préférence, le polyester saturé du réservoir selon l'invention est sélectionné parmi ceux comprenant des unités ester dérivées d'un diacide carboxylique aromatique. A titre de diacide carboxylique aromatique, un acide phtalique convient bien. L'acide téréphtalique a donné d'excellents résultats.
Par ailleurs, il est avantageux de choisir le polyester saturé du réservoir selon l'invention parmi ceux qui comprennent des unités ester dérivées d'un dialcool aliphatique. A titre de dialcool aliphatique, les dialcools à chaîne carbonée linéaire comportant moins de 10 carbone conviennent bien. Le 1 ,2-éthanediol et le 1 ,4-butanediol ont donné d'excellents résultats.
De manière particulièrement préférée, on sélectionne le polyester saturé du réservoir selon l'invention parmi les polytéréphtalates d'éthylène et de n-butylène. Avantageusement, le réservoir selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs additifs habituellement utilisés dans les matières plastiques.
De préférence, le réservoir selon l'invention comprend en outre au moins un additif qui améliore sa résistance aux chocs. Par sa présence, cet additif permet d'éviter, ou tout au moins de limiter dans une proportion importante les déformations permanentes, les fissures et les cassures occasionnées par l'impact d'objets solides sur la surface du réservoir. Parmi les additifs qui conviennent, on peut citer, de manière non limitative, les résines élastomères thermoplastiques telles que les SEBS (copolymères styrène-éthylène-butadiène) et les TPE (élastomères polyesters thermoplastiques). Selon une première variante du réservoir conforme à l'invention, celui-ci résulte du soudage d'au moins deux corps creux obtenus par injection.
Par soudage on entend désigner l'opération d'assemblage d'au moins deux objets qui comporte une étape de fusion réalisée à partir d'au moins une portion de la surface de chaque objet, une étape de mise en contact des objets et une dernière étape de refroidissement jusqu'au retour vers l'état solide de la matière fondue, en vue de l'obtention d'un assemblage d'objets composite qui se comporte, du point de vue de la mécanique, comme un objet unique.
Les corps creux désignent tout objet dont la surface présente au moins une partie vide ou concave. En particulier, ils désignent des coquilles en matière plastique que l'on peut souder bords à bords.
La technique de l'injection utilisée pour fabriquer les corps creux consiste à introduire de la matière plastique fondue sous pression dans un moule jusqu'au remplissage complet du volume fermé délimité par le moule, de refroidir pour figer le corps creux, puis d'ouvrir et d'ôter le moule. Selon une deuxième variante du réservoir conforme à l'invention, celui-ci est formé d'une structure multicouche, c'est-à-dire formé d'un empilage d'au moins deux couches de matières distinctes.
En particulier, il est avantageux que la structure multicouche comprenne une couche interne comprenant elle-même de la matière plastique recyclée. Par couche interne, on désigne une couche située entre les couches intérieure et extérieure d'une structure à trois couches ou plus.
Un cas particulier intéressant est celui où la couche interne comprenant de la matière plastique recyclée comprend au moins un polyester saturé thermoplastique. Dans ce cas, il est possible de recycler les déchets provenant de la fabrication du réservoir conforme à l'invention. Une autre possibilité est de réutiliser la matière plastique contenue dans les réservoirs usagés, à la fin de leur période d'utilisation.
Il est particulièrement avantageux que la matière constituant la couche interne comprenant de la matière plastique recyclée soit mélangée de manière homogène. D'excellents résultats ont été obtenus lorsque cette matière a été mélangée par fusion, malaxage dans une extrudeuse à vis et passage forcé au travers d'une tête faisant office de filière.
Un cas particulier préféré du réservoir selon l'invention est le réservoir à trois couches disposées dans l'ordre suivant :
- une couche intérieure comprenant un polyester saturé thermoplastique, - une couche interne comprenant un mélange homogène d'au moins un polyester saturé vierge thermoplastique et d'au moins une matière thermoplastique recyclée qui soit un polyester saturé,
- une couche extérieure comprenant un polyester saturé thermoplastique.
Par polyester saturé vierge, on entend un polyester saturé qui ne provient pas du recyclage d'un objet contenant ce polyester ou des chutes de fabrication d'un tel objet.
L'invention concerne aussi une tubulure de remplissage en matière thermoplastique pour réservoir à carburant constituée d'une structure multicouche co-injectée dont au moins une couche comprend un polyester saturé thermoplastique. Dans cette tubulure, le polyester saturé est de nature semblable à celle décrite plus haut pour les réservoirs.
Les caractéristiques particulières des réservoirs qui sont décrites plus haut peuvent aussi s'appliquer mutatis mutandis aux tubulures de remplissage conformes à l'invention.

Claims

3 -
R E V E N D I C A T I O N S
1 - Réservoir à carburant en matière thermoplastique, caractérisé en ce que la matière thermoplastique comprend un polyester saturé.
2 - Réservoir selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le polyester saturé est un polyester thermoplastique sélectionné parmi les polytéréphtalates d'éthylène et de butylène.
3 - Réservoir selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un additif qui améliore la résistance aux chocs.
4 - Réservoir selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il résulte du soudage d'au moins deux corps creux obtenus par injection.
5 - Réservoir selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est formé d'une structure multicouche.
6 - Réservoir selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la structure multicouche comprend une couche interne comprenant de la matière plastique recyclée.
7 - Réservoir selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche interne comprenant de la matière recyclée comprend au moins un polyester saturé thermoplastique.
8 - Réservoir selon une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la matière constituant la couche interne comprenant de la matière recyclée est mélangée par extrusion.
9 - Réservoir selon une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il est constitué de trois couches disposées dans l'ordre suivant :
- une couche intérieure comprenant un polyester saturé thermoplastique,
- une couche interne comprenant un mélange homogène d'au moins un polyester saturé vierge thermoplastique et d'au moins une matière thermoplastique recyclée qui soit un polyester saturé, - une couche extérieure comprenant un polyester saturé thermoplastique. 10 - Tubulure de remplissage en matière thermoplastique pour réservoir à carburant, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une structure multicouche co-injectée dont au moins une couche comprend un polyester saturé thermoplastique.
PCT/EP2000/001194 1999-02-17 2000-02-14 Reservoir a carburant en matiere thermoplastique et tubulure de remplissage pour ce reservoir WO2000048858A1 (fr)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3691620A (en) * 1964-11-25 1972-09-19 George B Harr Process of providing a fuel tank in a vehicle
EP0745763A2 (fr) 1995-05-27 1996-12-04 Hüls Aktiengesellschaft Filtre carburant à plusieures couches avec propriétés antistatiques

Patent Citations (2)

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EP0745763A2 (fr) 1995-05-27 1996-12-04 Hüls Aktiengesellschaft Filtre carburant à plusieures couches avec propriétés antistatiques

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