自動車用燃料タンク
【課題】燃料タンク内の燃料の蒸気圧上昇を抑制するとともに、製造が容易でコストに優れた燃料タンクを提供する。
【解決手段】多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、外壁１０は、少なくとも外側から順に、表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から一体的に形成されている。表皮層１１と内部本体層１６は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、本体発泡層１２は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、外部接着剤層１３と内部接着剤層１５は、それぞれ本体発泡層１２と内部本体層１６とバリヤ層１４の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、バリヤ層１４は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されている。
【解決手段】多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、外壁１０は、少なくとも外側から順に、表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から一体的に形成されている。表皮層１１と内部本体層１６は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、本体発泡層１２は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、外部接着剤層１３と内部接着剤層１５は、それぞれ本体発泡層１２と内部本体層１６とバリヤ層１４の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、バリヤ層１４は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクに関するものであり、特に、多層構成からなる合成樹脂層の合成樹脂部材をブロー成形することにより本体が形成される燃料タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用等の燃料タンクの構造としては、金属製のものが用いられていたが、近年、車両の軽量化や、錆が発生しないこと、所望の形状に成形しやすいことなどによって熱可塑性合成樹脂製のものが用いられるようになってきた。
合成樹脂製の自動車用燃料タンクの製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した熱可塑性合成樹脂部材のパリソンを円筒状にしてノズルから下方へ押出して、そのパリソンを金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、自動車用燃料タンクを製造していた。
【０００３】
このブロー成形において、燃料タンクの強度を確保して、燃料油の透過性を防止するために、パリソンは多層構成を有している場合が多い。即ち、この多層構成は少なくとも、燃料タンクの強度を確保する耐衝撃性の樹脂からなる層と、燃料油の浸透を防止するバリヤ性の樹脂からなる層を個々に有し、そしてこの２種類の層を接着する層を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この場合は、燃料タンクの本体の外部本体層と内部本体層を燃料タンクとして必要な強度を保持して、燃料にも強い高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で構成し、その間に燃料の浸透を防止するバリヤ層としての中間層から構成されるエチレンービニルアルコール共重合体の熱可塑性合成樹脂部材で形成している（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、燃料タンク内に貯蔵されるガソリン等高い揮発性を有する燃料は、とりまく環境の温度上昇に敏感に反応し容易に気化する性質を持っているが、自動車等に搭載される燃料タンクは、このような性質を持つ燃料を安全に貯留しなければならない。
そして、高い揮発性を有するガソリンは、燃料タンク内では蒸気圧に基づき絶えず気化―液化を繰り返し、平衡状態を保っている。
【０００６】
しかしながら、実際には周囲の温度が上昇した場合、ガソリンの気化が促進されて燃料タンク内の蒸気圧が上昇する恐れがある。このような蒸気圧上昇を抑制するために燃料タンクに連結されたキャニスタ（蒸発燃料処理装置）が用いられている。これは一般に、燃料タンクから蒸発燃料を含んだ空気をキャニスタに導入し、活性炭により蒸発燃料を吸着させるとともに、エンジンによる吸気負圧によりキャニスタに空気を導入し、活性炭に吸着した蒸発燃料を活性炭から脱離させることを繰り返すものである。
【０００７】
ここで、燃料タンクの環境の温度上昇が大きいと、燃料の気化量が多くなり、これを吸着させるためにキャニスタ（蒸発燃料処理装置）の大型化が必要になる。また別の観点としては、間欠的にエンジンが停止するアイドリングストップ車、たとえばハイブリッド車においては、吸着された蒸発燃料の脱離が行われにくくなることがある。
【０００８】
このため、図６に示すように、燃料タンク内の温度上昇を防止するため、燃料タンク１０１を外付けの断熱材で覆う等の処理がされる場合がある（例えば、特許文献３参照。）。
この場合は、燃料タンク１０１の外壁１１０は、最外層１１１、バリヤ層１１２と内層１１３から構成され、外壁１１０の外表面に断熱材としての被覆材層１２０が取付けられている。被覆材層１２０としては、合成樹脂の発泡体又は中空繊維の編物等が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２２０８４０号公報
【特許文献２】特開平９−２９９０４号公報
【特許文献３】特開２００９−１０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながらこの場合は、燃料タンク１０１を覆うための、別途断熱材の被覆材層１２０を別々に用意しなければならない点、被覆材層１２０を燃料タンク１０１に装着するための手間が掛かるとともに、コストが上昇することとなる。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、燃料タンク内の燃料の蒸気圧上昇を抑制するとともに、製造が容易でコストに優れた燃料タンクを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための請求項１の本発明は、多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、
外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成され、
表皮層と内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、
本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、
外部接着剤層は、本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、内部接着剤層は、内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、
バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンクである。
【００１２】
請求項１の本発明では、外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成されたため、１回の成形で本体発泡層を含む全体を成形することができ、製造が容易であり、コストも低くすることができる。さらに、外壁内部に発泡層を有するため、燃料タンクの断熱効果が高く、燃料タンクの周囲の温度が上昇しても燃料タンク内部の温度の上昇を抑えることができ、燃料の蒸発量の増加を防ぐことができる。
【００１３】
各層が一体的に形成されているため、各層を積層して燃料タンクの断熱性、燃料透過防止性、剛性と耐衝撃性の各性能を満足させるとともに、各層間の接着を強固にして、全体の肉厚を薄くして燃料タンクの容量を確保し、重量増加を防止することができる。
また、本体発泡層を有するため、燃料タンクを軽量化することができる。
【００１４】
表皮層と内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成されているため、充分な剛性を有することができ、燃料と接触してもその剛性が低下することがなく、燃料タンクの強度を大きくし、耐衝撃性も確保することができる。また、剛性の大きい表皮層で本体発泡層を覆うことができ、剛性の低い本体発泡層を保護することができる。
【００１５】
本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成されているため、樹脂を発泡させることが容易であり、表皮層と接着性がよく、燃料タンクを成形するときに一回の成形で他の層と同時に成形することができる。さらに、他の層と同種の樹脂を使用する場合は、リサイクルも容易である。
【００１６】
外部接着剤層は、本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、内部接着剤層は、内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成されている。このため、本体発泡層とバリヤ層、内部本体層とバリヤ層とを強固に接着することができ、外壁の全体の強度を確保することができる。
【００１７】
バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されるため、燃料タンクの内部本体層を浸透した燃料油と燃料蒸気が、本体発泡層と表皮層まで浸透することがなく、車外に蒸発することを防止することができる。
【００１８】
請求項２の本発明は、外壁の肉厚は全体が７〜２０ｍｍであり、本体発泡層の肉厚は３〜１５ｍｍである自動車用燃料タンクである。
【００１９】
請求項２の本発明では、外壁の肉厚は全体が７〜２０ｍｍであるため、充分な強度を有することができる。外壁の肉厚が７ｍｍ未満では充分な強度を有することができず、２０ｍｍを超える場合には、燃料タンクの全体の重量が増加して、自動車の軽量化の要請に反することとなる。
本体発泡層の肉厚は３〜１５ｍｍであるため、充分な断熱効果を有することができる。本体発泡層の肉厚が３ｍｍ未満では充分な断熱効果を有することができず、１５ｍｍを超える場合には断熱効果を増加させることがなく無駄であり、燃料タンクの外形が大きくなり、車体のスペースを多く必要となる。
【００２０】
請求項３の本発明は、本体発泡層の密度は、０．２〜０．５ｇ／立方センチメートルである自動車用燃料タンクである。
【００２１】
請求項３の本発明では、本体発泡層の密度は、０．２〜０．５ｇ／立方センチメートルであるため充分な断熱効果を有するとともに、本体発泡層自体も充分な強度を有することができる。
本体発泡層の密度が０．２ｇ／立方センチメートル未満では、本体発泡層の強度が充分ではなく、成形中や使用中に本体発泡層が変形する恐れがあり、０．５ｇ／立方センチメートルを超える場合には充分な断熱効果を有することができない。
【００２２】
請求項４の本発明は、ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）である自動車用燃料タンクである。
【００２３】
請求項４の本発明では、ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）であるため、燃料タンクの耐衝撃性の向上を図ることができる。内部本体層で燃料が浸透しにくく、燃料タンクの剛性を確保し、耐衝撃性を向上させることができる。
【００２４】
請求項５の本発明は、本体発泡層は、発泡剤として、熱分解形発泡剤を使用する自動車用燃料タンクである。
【００２５】
請求項５の本発明では、本体発泡層は、発泡剤として、熱分解形発泡剤を使用するため、燃料タンクを成形するときの樹脂の溶融温度で容易に発泡することができ、発泡剤を樹脂に混入することで、成形と発泡を同時にすることができ、発泡率の制御も容易であり、製造が容易である。
【００２６】
請求項６の本発明は、バリヤ層は、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で形成された自動車用燃料タンクである。
【００２７】
請求項６の本発明では、バリヤ層は、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で形成されたため、ガソリンの透過防止性に優れるとともに、溶融成形が可能で加工性にも優れている。また、高湿度下において、あるいはアルコールを含有するガソリンに対しても優れた透過防止性を有する。
【００２８】
請求項７の本発明は、燃料タンクの本体は、ブロー成形で形成された自動車用燃料タンクである。
【００２９】
請求項７の本発明では、燃料タンクの本体は、ブロー成形で形成されたため、多層構造を有する合成樹脂層の大型中空状の燃料タンクを１回の成形で成形でき、自由に形状を選択することができる。
【発明の効果】
【００３０】
外壁は、外壁内部に発泡層を有するため、発泡層の厚さを外面に取付けるよりも薄くしても、燃料タンクの断熱効果が高く、燃料タンクの周囲の温度が上昇しても燃料タンク内部の温度の上昇を抑えることができ、燃料の蒸発量の増加を防ぐことができる。また、発泡層が外皮層で覆われているため、発泡層を外からの衝撃に対して、保護することができる。
【００３１】
本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成されているため、表皮層と接着性がよく、燃料タンクを成形するときに一回の成形で他の層と同時に成形することができる。さらに、他の層と同種の樹脂であり、リサイクルも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態である燃料タンク斜視図である。
【図２】本発明の燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の燃料タンク製造方法を示すブロー成形金型を開いた状態の断面図である。
【図４】本発明の燃料タンク製造方法を示すブロー成形金型のピンチ板を閉じた状態の断面図である。
【図５】本発明の燃料タンク製造方法を示すブロー成形金型を閉じた状態の断面図である。
【図６】従来の燃料タンクに一部切欠き正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の実施の形態である自動車用の燃料タンク１について、図１〜図２に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態の燃料タンク１の斜視図であり、図２は、合成樹脂製の燃料タンク１の外壁１０の一部断面図であり、外壁１０の多層構造の構成を示すものである。
【００３４】
本発明の実施の形態では、燃料タンク１は、図１に示すように、その燃料タンク１に燃料ポンプ（図示せず）等を出し入れするためにポンプユニット取付孔４が上面に形成されている。また、燃料タンク１の側面又は上面には、インレットパイプ（図示せず）から燃料を注入する燃料注入孔５が形成されている。
【００３５】
また、燃料タンク１の周囲には外周リブ２が全周に亘り形成されており、外周リブ２のコーナー部等の所定箇所には、数箇所に亘り取付用孔３が形成され、取付用孔３と車体をボルト締めすることにより、燃料タンク１を車体に取付けている。
さらに、燃料タンク１の上面には、内部の燃料蒸気を回収するホース等を接続する各所の取付孔６が形成されている。
【００３６】
本発明の燃料タンク１は、ブロー成形、押出多層シート成形等で形成されるが、本実施の形態においては、ブロー成形で成形される燃料タンク１を例にとり説明する。その外壁１０は、図２に示すように、外側から順に表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されている。本実施の形態のブロー成形においては、上記の６層から構成されるパリソンが使用される。なお、６層以上の層構成を有するパリソンを使用することもできる。
【００３７】
表皮層１１と内部本体層１６は、耐衝撃性が大きく、燃料油に対しても剛性が維持される熱可塑性合成樹脂から形成され、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成される。このため、表皮層１１と内部本体層１６は、充分な剛性を有することができ、燃料と接触してもその剛性が低下することがなく、燃料タンクの強度を大きくし、耐衝撃性も確保することができる。また、剛性の大きい表皮層１１で本体発泡層１２を覆うことができ、剛性の低い本体発泡層を保護することができる。表皮層１１は、カーボンブラック等の黒色顔料を含有させることができる。
【００３８】
ポリエチレン樹脂としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成されることが好ましい。本実施の形態では、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用した場合を例にとり説明する。
表皮層１１と内部本体層１６に使用する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、例えば、具体的には以下のポリエチレンを使用することができる。
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、溶融流動速度（ＭＲＦ：２１．６ｋｇ／１０ｍｉｎ）が５〜７であって、密度（ｇ／立方センチメートル）が０．９４〜０．９５のものを使用することができる。
【００３９】
表皮層１１は、燃料タンク１の外壁１０の全体の厚さの５〜２０％の厚さを有するように形成することができる。外壁１０は全体として７ｍｍ〜２０ｍｍの肉厚を有することができるため、表皮層１１は、０．３５ｍｍから４ｍｍ程度の範囲の肉厚を有する。これにより、確実に外壁１０の表面を形成し、本体発泡層１２に密着し、本体発泡層１２を覆ことができる。剛性の大きい表皮層１１で本体発泡層１２を覆うため、剛性の低い本体発泡層１２を保護することができる。
【００４０】
本体発泡層１２は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成されている。表皮層１１と本体発泡層１２は同じ種類の合成樹脂を使用することが好ましい。この場合は、発泡樹脂層１２を形成することが容易であり、表皮層１１と同様の合成樹脂を使用するので接着性がよく、燃料タンク１を成形するときに一回の成形で他の層と同時に成形することができる。さらに、他の層と同種の樹脂であり、リサイクルも容易である。
【００４１】
本体発泡層１２は、表皮層１１と同様にポリエチレン樹脂を使用する場合は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用することができる。さらに、本体発泡層１２は、再生材を主材として使用することができる。
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を主材として含有する再生材は、例えば、本願発明のように、使用後に回収された燃料タンク１を粉砕してリサイクルして使用する場合や、燃料タンク１の製造工程中で発生する切れ端や不良品を粉砕して、リサイクルして使用する場合がある。燃料タンク１は、主として高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から構成されているため、燃料タンク１を粉砕した再生材は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を主として有している。
これ等の再生材を本体発泡層１２として１００％使用する場合と、再生材を主材として、さらに、新材の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を混合して使用する場合がある。
【００４２】
本体発泡層１２に、相溶化剤として、例えば、変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンを含有させることができる。使用後の回収された燃料タンク１や、製造工程中の端材等をリサイクルした材料は、再生材に含まれるバリヤ層１４の構成材料であるエチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等を含んでいる。この再生材を使用すると、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の中にエチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が分散して存在する。変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンを含有させると、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が微細化して高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の中に分散し、相溶性が向上し、充分に混ざり合うことができる。そのため耐衝撃性を向上させることができる。
【００４３】
相溶化剤としての変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンは、例えば以下のものを使用することができる。
変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンは、溶融流動速度（ＭＲＦ：２１．６ｋｇ／１０ｍｉｎ）が０．４〜０．７であって、密度（ｇ／立方センチメートル）が０．９３０〜０．９６０のものを使用することができる。
変性ポリエチレンは、無水マレインで変性したものであり、変性量は、０．１％〜５％のものを使用することができる。
【００４４】
本体発泡層１２は、発泡剤として、化学発泡剤又は物理発泡剤を使用することができる。
化学発泡剤を使用する場合は、化学発泡剤としては熱分解形の発泡剤を使用し、例えば炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド等を使用することができる。これ等の熱分解形発泡剤を使用すると、樹脂に発泡剤を混入して、燃料タンク１を成形するときの樹脂の溶融温度で化学発泡剤が分解して容易に発泡することができ、燃料タンク１の成形と発泡を同時にすることができ、発泡率の制御も容易であり、製造が容易である。
本実施の形態では、アゾジカルボンアミドを使用する。
【００４５】
物理発泡剤を使用する場合には、物理発泡剤として、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル等の塩化炭化水素、１，１，１，２−テトラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等のフッ化炭化水素、沸点が押し出し温度以下の各種アルコールなどのような液体、又は炭酸ガス、窒素等の無機ガスなどが挙げられる。これらの揮発性発泡剤は、混合して用いることもできる。
【００４６】
バリヤ層１４は、燃料油の透過が極めて少ない熱可塑性合成樹脂から形成されている。バリヤ層１４を構成する熱可塑性合成樹脂は、例えば、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、半芳香族ナイロン（ＰＰＡ）を使用することができるが、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が好ましい。
バリヤ層１４を有するため、後述する内部本体層１６を浸透してきたガソリン等の燃料油を、バリヤ層１４でその透過を防ぐことができ、大気中に燃料油が蒸発することを防止できる。
【００４７】
バリヤ層１４として、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）を使用する場合は、ガソリンの透過防止性に優れるとともに、溶融成形が可能で加工性にも優れている。また、高湿度下においても、ガソリンの透過防止性に優れている。さらに、アルコールを含有するガソリンに対しても優れた透過防止性を有することができる。
【００４８】
外部接着剤層１３は、本体発泡層１２とバリヤ層１４の間に設けられて、この２層を接着し、内部接着剤層１５は、内部本体層１６とバリヤ層１４の間に設けられて、この２層を接着する。外部接着剤層１３と内部接着剤層１５は、同じ材料で形成され、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とバリヤ層１４の両方に接着性を有する合成樹脂で形成される。このため、外部接着剤層１３と内部接着剤層１５は、バリヤ層１４と、本体発泡層１２及び内部本体層１６とをそれぞれ強固に接着して、それぞれの層が一体的に密着して、燃料タンク１の燃料透過防止性と、強度を確保することができる。
【００４９】
外部接着剤層１３と内部接着剤層１５に使用される接着性の合成樹脂としては、例えば、変性ポリオレフィン樹脂を使用することができ、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂、特に、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン樹脂が好ましい。これは、ポリオレフィン樹脂に、不飽和カルボン酸を共重合、又はグラフト重合させることにより製造することができる。
【００５０】
内部本体層１６は、表皮層１１で述べたように、表皮層１１に使用するものと同じ材料である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用する。
内部本体層１６は、燃料タンク１の外壁１０の全体の厚さの１５％〜７０％の厚さを有する。外壁１０は全体として７ｍｍ〜２０ｍｍの肉厚を有するため、１．０ｍｍから１４ｍｍの範囲の肉厚を有する。これにより、燃料タンク１の外壁１０は、内部本体層１６が充分な肉厚を有するため、燃料で膨潤しても剛性を保ち、耐衝撃性を確保することができる。
【００５１】
次に、本発明の本体発泡層１２を使用した実施例の熱伝導性ついて説明する
まず、本実施例と比較するため、比較例１と比較例２として以下のものを使用する。
比較例１は、燃料タンク１の外壁１０として、燃料タンク１の外側から順に、表皮層１１、発泡していない高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材層、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されているものを使用する。そして、その密度は全体として、０．９５ｇ／立方センチメートルであり、全体の肉厚は６ｍｍである。表皮層１１、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６は後述する実施例１〜３のものと同じである。
【００５２】
比較例２は、燃料タンク１の外壁１０として、比較例１のものにさらに表皮層１１の外面に、ポリエチレン製の発泡フォームを取付ける。発泡フォームは、燃料タンク１の上面も下面もその全体を覆うように取付けられる。発泡フォームは、燃料タンク１に取付前では、肉厚は２７ｍｍであり、その密度は０．０３３ｇ／立方センチメートルであり、燃料タンク１に取付後は圧縮されて、肉厚は１８ｍｍであり、その密度は０．０５ｇ／立方センチメートルである。
【００５３】
実施例として、１〜３のものを使用することができる。
実施例１〜３は、いずれも燃料タンク１の外壁１０として、燃料タンク１の外側から順に、表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されているものを使用する。そして、本体発泡層１２を除いたその密度は全体として、０．９５であり、肉厚は３．１ｍｍである。本体発泡層１２は、上述のとおり、表皮層１１の下面に燃料タンク１の成形時に一体的に積層されて外壁１０内に設けられている。
【００５４】
実施例１〜３は、本体発泡層１２以外は全て同じであり、本体発泡層１２のみが異なるため、実施例２と３は、本体発泡層１２のみについて説明する。
実施例１において、本体発泡層１２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材を使用する。本体発泡層１２は、肉厚は４．５ｍｍであり、その密度は０．２ｇ／立方センチメートルである。
なお、本体発泡層１２の発泡倍率は４．８であり、使用する発泡剤は、アゾジカルボンアミドを使用し、単位ガス量（ｍｌ／ｇ）が２１０の場合には添加量（ｐｈｒ）は、１．９である。
【００５５】
実施例２は、本体発泡層１２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材を使用し、本体発泡層１２は、肉厚は７．５ｍｍであり、その密度は０．３２である。
なお、本体発泡層１２の発泡倍率は３．０であり、使用する発泡剤は、単位ガス量（ｍｌ／ｇ）が２１０の場合には添加量（ｐｈｒ）は、１．０である。
【００５６】
実施例３は、本体発泡層１２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材を使用し、本体発泡層１２は、肉厚は１４ｍｍであり、その密度は０．５ｇ／立方センチメートルである。
なお、本体発泡層１２の発泡倍率は１．９であり、使用する発泡剤は、単位ガス量（ｍｌ／ｇ）が２１０の場合には添加量（ｐｈｒ）は、０．５である。
【００５７】
比較例１、２と実施例１〜３の熱伝導率（kcal／ｍｈ℃）と熱貫流率（ｋｃａｌ／平方ｍｈ℃）は、以下のとおりである。
【表１】
ここで、全体（除発泡層）とは、全体の層のうち本体発泡層１２又は発泡フォーム層を除いた部分のデータである。
【００５８】
上記表１に記載したように、本体発泡層１２を設けると、設けない比較例１と比べて、熱貫流率を大幅に低下させることができる。そして、表皮層１１の外面に発泡フォーム層を設けた比較例２と略同様の熱貫流率とすることができる。そして、燃料タンク１の全体の肉厚が比較例２では、２４ｍｍであるのに対して、実施例１は７．６ｍｍ、実施例２は１０．６ｍｍ、実施例１は１７．１ｍｍと、大幅に減少させることができる。このため、燃料タンク１を全体として小さくすることができる。
【００５９】
次に、ブロー成形による本件発明の燃料タンク１の製造方法を、図３〜図５に基づき説明する。
まず、図３に示すように、ノズル９の下方にブロー成形金型４０が開いた状態に位置させる。その後、ノズル９からパリソン８を下降させて、パリソン８をブロー成形金型４０の内部に導入させる。
【００６０】
パリソン８は、燃料タンク１の外壁１０を形成するため、外側から順に表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されている。パリソン８がノズル９から押出されて下降するときに、本体発泡層１２は発泡しており、発泡した状態でブロー成形金型４０の内部に位置する。
【００６１】
そして、図４に示すように、ピンチ板４３をスライドさせて、パリソン８の下端を挟持する。ピンチ板４３をブロー成形金型４０の上部と下部の両方に設けてもよい。
その後、図５に示すように、ピンチ板４４をスライドさせてパリソン８を閉じるとともに、ブロー成形金型４０を閉じて、スライドカッター４６でパリソン８を切断する。
【００６２】
そして、エアノズル４５からパリソン８の内部に空気を吹き込み、パリソン８の外面をブロー成形金型４０に押圧して、燃料タンク１を形成する。このとき、パリソン８の内部の本体発泡層１２が潰れないようにするために、ブロー成形金型４０の内表面から空気を吸引して、ブロー成形金型４０の外側へ排出し、パリソン８とブロー成形金型４０の内面との間を減圧にすることによりパリソン８をブロー成形金型４０の表面に密着させることが望ましい。この場合には、パリソン８の表皮層１１がブロー成形金型４０の内面に吸着することにより、本体発泡層１２が潰れることなく、燃料タンク１の形状が確実の形成することができる。
その後、ブロー成形金型４０を開き、燃料タンク１を取出す。
【符号の説明】
【００６３】
１ 燃料タンク
１０ 外壁
１１ 表皮層
１２ 本体発泡層
１３ 外部接着剤層
１４ バリヤ層
１５ 内部接着剤層
１６ 内部本体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクに関するものであり、特に、多層構成からなる合成樹脂層の合成樹脂部材をブロー成形することにより本体が形成される燃料タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用等の燃料タンクの構造としては、金属製のものが用いられていたが、近年、車両の軽量化や、錆が発生しないこと、所望の形状に成形しやすいことなどによって熱可塑性合成樹脂製のものが用いられるようになってきた。
合成樹脂製の自動車用燃料タンクの製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した熱可塑性合成樹脂部材のパリソンを円筒状にしてノズルから下方へ押出して、そのパリソンを金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、自動車用燃料タンクを製造していた。
【０００３】
このブロー成形において、燃料タンクの強度を確保して、燃料油の透過性を防止するために、パリソンは多層構成を有している場合が多い。即ち、この多層構成は少なくとも、燃料タンクの強度を確保する耐衝撃性の樹脂からなる層と、燃料油の浸透を防止するバリヤ性の樹脂からなる層を個々に有し、そしてこの２種類の層を接着する層を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この場合は、燃料タンクの本体の外部本体層と内部本体層を燃料タンクとして必要な強度を保持して、燃料にも強い高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で構成し、その間に燃料の浸透を防止するバリヤ層としての中間層から構成されるエチレンービニルアルコール共重合体の熱可塑性合成樹脂部材で形成している（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、燃料タンク内に貯蔵されるガソリン等高い揮発性を有する燃料は、とりまく環境の温度上昇に敏感に反応し容易に気化する性質を持っているが、自動車等に搭載される燃料タンクは、このような性質を持つ燃料を安全に貯留しなければならない。
そして、高い揮発性を有するガソリンは、燃料タンク内では蒸気圧に基づき絶えず気化―液化を繰り返し、平衡状態を保っている。
【０００６】
しかしながら、実際には周囲の温度が上昇した場合、ガソリンの気化が促進されて燃料タンク内の蒸気圧が上昇する恐れがある。このような蒸気圧上昇を抑制するために燃料タンクに連結されたキャニスタ（蒸発燃料処理装置）が用いられている。これは一般に、燃料タンクから蒸発燃料を含んだ空気をキャニスタに導入し、活性炭により蒸発燃料を吸着させるとともに、エンジンによる吸気負圧によりキャニスタに空気を導入し、活性炭に吸着した蒸発燃料を活性炭から脱離させることを繰り返すものである。
【０００７】
ここで、燃料タンクの環境の温度上昇が大きいと、燃料の気化量が多くなり、これを吸着させるためにキャニスタ（蒸発燃料処理装置）の大型化が必要になる。また別の観点としては、間欠的にエンジンが停止するアイドリングストップ車、たとえばハイブリッド車においては、吸着された蒸発燃料の脱離が行われにくくなることがある。
【０００８】
このため、図６に示すように、燃料タンク内の温度上昇を防止するため、燃料タンク１０１を外付けの断熱材で覆う等の処理がされる場合がある（例えば、特許文献３参照。）。
この場合は、燃料タンク１０１の外壁１１０は、最外層１１１、バリヤ層１１２と内層１１３から構成され、外壁１１０の外表面に断熱材としての被覆材層１２０が取付けられている。被覆材層１２０としては、合成樹脂の発泡体又は中空繊維の編物等が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２２０８４０号公報
【特許文献２】特開平９−２９９０４号公報
【特許文献３】特開２００９−１０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながらこの場合は、燃料タンク１０１を覆うための、別途断熱材の被覆材層１２０を別々に用意しなければならない点、被覆材層１２０を燃料タンク１０１に装着するための手間が掛かるとともに、コストが上昇することとなる。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、燃料タンク内の燃料の蒸気圧上昇を抑制するとともに、製造が容易でコストに優れた燃料タンクを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための請求項１の本発明は、多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、
外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成され、
表皮層と内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、
本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、
外部接着剤層は、本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、内部接着剤層は、内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、
バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンクである。
【００１２】
請求項１の本発明では、外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成されたため、１回の成形で本体発泡層を含む全体を成形することができ、製造が容易であり、コストも低くすることができる。さらに、外壁内部に発泡層を有するため、燃料タンクの断熱効果が高く、燃料タンクの周囲の温度が上昇しても燃料タンク内部の温度の上昇を抑えることができ、燃料の蒸発量の増加を防ぐことができる。
【００１３】
各層が一体的に形成されているため、各層を積層して燃料タンクの断熱性、燃料透過防止性、剛性と耐衝撃性の各性能を満足させるとともに、各層間の接着を強固にして、全体の肉厚を薄くして燃料タンクの容量を確保し、重量増加を防止することができる。
また、本体発泡層を有するため、燃料タンクを軽量化することができる。
【００１４】
表皮層と内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成されているため、充分な剛性を有することができ、燃料と接触してもその剛性が低下することがなく、燃料タンクの強度を大きくし、耐衝撃性も確保することができる。また、剛性の大きい表皮層で本体発泡層を覆うことができ、剛性の低い本体発泡層を保護することができる。
【００１５】
本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成されているため、樹脂を発泡させることが容易であり、表皮層と接着性がよく、燃料タンクを成形するときに一回の成形で他の層と同時に成形することができる。さらに、他の層と同種の樹脂を使用する場合は、リサイクルも容易である。
【００１６】
外部接着剤層は、本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、内部接着剤層は、内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成されている。このため、本体発泡層とバリヤ層、内部本体層とバリヤ層とを強固に接着することができ、外壁の全体の強度を確保することができる。
【００１７】
バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されるため、燃料タンクの内部本体層を浸透した燃料油と燃料蒸気が、本体発泡層と表皮層まで浸透することがなく、車外に蒸発することを防止することができる。
【００１８】
請求項２の本発明は、外壁の肉厚は全体が７〜２０ｍｍであり、本体発泡層の肉厚は３〜１５ｍｍである自動車用燃料タンクである。
【００１９】
請求項２の本発明では、外壁の肉厚は全体が７〜２０ｍｍであるため、充分な強度を有することができる。外壁の肉厚が７ｍｍ未満では充分な強度を有することができず、２０ｍｍを超える場合には、燃料タンクの全体の重量が増加して、自動車の軽量化の要請に反することとなる。
本体発泡層の肉厚は３〜１５ｍｍであるため、充分な断熱効果を有することができる。本体発泡層の肉厚が３ｍｍ未満では充分な断熱効果を有することができず、１５ｍｍを超える場合には断熱効果を増加させることがなく無駄であり、燃料タンクの外形が大きくなり、車体のスペースを多く必要となる。
【００２０】
請求項３の本発明は、本体発泡層の密度は、０．２〜０．５ｇ／立方センチメートルである自動車用燃料タンクである。
【００２１】
請求項３の本発明では、本体発泡層の密度は、０．２〜０．５ｇ／立方センチメートルであるため充分な断熱効果を有するとともに、本体発泡層自体も充分な強度を有することができる。
本体発泡層の密度が０．２ｇ／立方センチメートル未満では、本体発泡層の強度が充分ではなく、成形中や使用中に本体発泡層が変形する恐れがあり、０．５ｇ／立方センチメートルを超える場合には充分な断熱効果を有することができない。
【００２２】
請求項４の本発明は、ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）である自動車用燃料タンクである。
【００２３】
請求項４の本発明では、ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）であるため、燃料タンクの耐衝撃性の向上を図ることができる。内部本体層で燃料が浸透しにくく、燃料タンクの剛性を確保し、耐衝撃性を向上させることができる。
【００２４】
請求項５の本発明は、本体発泡層は、発泡剤として、熱分解形発泡剤を使用する自動車用燃料タンクである。
【００２５】
請求項５の本発明では、本体発泡層は、発泡剤として、熱分解形発泡剤を使用するため、燃料タンクを成形するときの樹脂の溶融温度で容易に発泡することができ、発泡剤を樹脂に混入することで、成形と発泡を同時にすることができ、発泡率の制御も容易であり、製造が容易である。
【００２６】
請求項６の本発明は、バリヤ層は、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で形成された自動車用燃料タンクである。
【００２７】
請求項６の本発明では、バリヤ層は、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で形成されたため、ガソリンの透過防止性に優れるとともに、溶融成形が可能で加工性にも優れている。また、高湿度下において、あるいはアルコールを含有するガソリンに対しても優れた透過防止性を有する。
【００２８】
請求項７の本発明は、燃料タンクの本体は、ブロー成形で形成された自動車用燃料タンクである。
【００２９】
請求項７の本発明では、燃料タンクの本体は、ブロー成形で形成されたため、多層構造を有する合成樹脂層の大型中空状の燃料タンクを１回の成形で成形でき、自由に形状を選択することができる。
【発明の効果】
【００３０】
外壁は、外壁内部に発泡層を有するため、発泡層の厚さを外面に取付けるよりも薄くしても、燃料タンクの断熱効果が高く、燃料タンクの周囲の温度が上昇しても燃料タンク内部の温度の上昇を抑えることができ、燃料の蒸発量の増加を防ぐことができる。また、発泡層が外皮層で覆われているため、発泡層を外からの衝撃に対して、保護することができる。
【００３１】
本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成されているため、表皮層と接着性がよく、燃料タンクを成形するときに一回の成形で他の層と同時に成形することができる。さらに、他の層と同種の樹脂であり、リサイクルも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態である燃料タンク斜視図である。
【図２】本発明の燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の燃料タンク製造方法を示すブロー成形金型を開いた状態の断面図である。
【図４】本発明の燃料タンク製造方法を示すブロー成形金型のピンチ板を閉じた状態の断面図である。
【図５】本発明の燃料タンク製造方法を示すブロー成形金型を閉じた状態の断面図である。
【図６】従来の燃料タンクに一部切欠き正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の実施の形態である自動車用の燃料タンク１について、図１〜図２に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態の燃料タンク１の斜視図であり、図２は、合成樹脂製の燃料タンク１の外壁１０の一部断面図であり、外壁１０の多層構造の構成を示すものである。
【００３４】
本発明の実施の形態では、燃料タンク１は、図１に示すように、その燃料タンク１に燃料ポンプ（図示せず）等を出し入れするためにポンプユニット取付孔４が上面に形成されている。また、燃料タンク１の側面又は上面には、インレットパイプ（図示せず）から燃料を注入する燃料注入孔５が形成されている。
【００３５】
また、燃料タンク１の周囲には外周リブ２が全周に亘り形成されており、外周リブ２のコーナー部等の所定箇所には、数箇所に亘り取付用孔３が形成され、取付用孔３と車体をボルト締めすることにより、燃料タンク１を車体に取付けている。
さらに、燃料タンク１の上面には、内部の燃料蒸気を回収するホース等を接続する各所の取付孔６が形成されている。
【００３６】
本発明の燃料タンク１は、ブロー成形、押出多層シート成形等で形成されるが、本実施の形態においては、ブロー成形で成形される燃料タンク１を例にとり説明する。その外壁１０は、図２に示すように、外側から順に表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されている。本実施の形態のブロー成形においては、上記の６層から構成されるパリソンが使用される。なお、６層以上の層構成を有するパリソンを使用することもできる。
【００３７】
表皮層１１と内部本体層１６は、耐衝撃性が大きく、燃料油に対しても剛性が維持される熱可塑性合成樹脂から形成され、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成される。このため、表皮層１１と内部本体層１６は、充分な剛性を有することができ、燃料と接触してもその剛性が低下することがなく、燃料タンクの強度を大きくし、耐衝撃性も確保することができる。また、剛性の大きい表皮層１１で本体発泡層１２を覆うことができ、剛性の低い本体発泡層を保護することができる。表皮層１１は、カーボンブラック等の黒色顔料を含有させることができる。
【００３８】
ポリエチレン樹脂としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成されることが好ましい。本実施の形態では、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用した場合を例にとり説明する。
表皮層１１と内部本体層１６に使用する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、例えば、具体的には以下のポリエチレンを使用することができる。
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、溶融流動速度（ＭＲＦ：２１．６ｋｇ／１０ｍｉｎ）が５〜７であって、密度（ｇ／立方センチメートル）が０．９４〜０．９５のものを使用することができる。
【００３９】
表皮層１１は、燃料タンク１の外壁１０の全体の厚さの５〜２０％の厚さを有するように形成することができる。外壁１０は全体として７ｍｍ〜２０ｍｍの肉厚を有することができるため、表皮層１１は、０．３５ｍｍから４ｍｍ程度の範囲の肉厚を有する。これにより、確実に外壁１０の表面を形成し、本体発泡層１２に密着し、本体発泡層１２を覆ことができる。剛性の大きい表皮層１１で本体発泡層１２を覆うため、剛性の低い本体発泡層１２を保護することができる。
【００４０】
本体発泡層１２は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成されている。表皮層１１と本体発泡層１２は同じ種類の合成樹脂を使用することが好ましい。この場合は、発泡樹脂層１２を形成することが容易であり、表皮層１１と同様の合成樹脂を使用するので接着性がよく、燃料タンク１を成形するときに一回の成形で他の層と同時に成形することができる。さらに、他の層と同種の樹脂であり、リサイクルも容易である。
【００４１】
本体発泡層１２は、表皮層１１と同様にポリエチレン樹脂を使用する場合は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用することができる。さらに、本体発泡層１２は、再生材を主材として使用することができる。
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を主材として含有する再生材は、例えば、本願発明のように、使用後に回収された燃料タンク１を粉砕してリサイクルして使用する場合や、燃料タンク１の製造工程中で発生する切れ端や不良品を粉砕して、リサイクルして使用する場合がある。燃料タンク１は、主として高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から構成されているため、燃料タンク１を粉砕した再生材は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を主として有している。
これ等の再生材を本体発泡層１２として１００％使用する場合と、再生材を主材として、さらに、新材の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を混合して使用する場合がある。
【００４２】
本体発泡層１２に、相溶化剤として、例えば、変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンを含有させることができる。使用後の回収された燃料タンク１や、製造工程中の端材等をリサイクルした材料は、再生材に含まれるバリヤ層１４の構成材料であるエチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等を含んでいる。この再生材を使用すると、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の中にエチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が分散して存在する。変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンを含有させると、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が微細化して高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の中に分散し、相溶性が向上し、充分に混ざり合うことができる。そのため耐衝撃性を向上させることができる。
【００４３】
相溶化剤としての変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンは、例えば以下のものを使用することができる。
変性ポリエチレン又は軟質ポリエチレンは、溶融流動速度（ＭＲＦ：２１．６ｋｇ／１０ｍｉｎ）が０．４〜０．７であって、密度（ｇ／立方センチメートル）が０．９３０〜０．９６０のものを使用することができる。
変性ポリエチレンは、無水マレインで変性したものであり、変性量は、０．１％〜５％のものを使用することができる。
【００４４】
本体発泡層１２は、発泡剤として、化学発泡剤又は物理発泡剤を使用することができる。
化学発泡剤を使用する場合は、化学発泡剤としては熱分解形の発泡剤を使用し、例えば炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド等を使用することができる。これ等の熱分解形発泡剤を使用すると、樹脂に発泡剤を混入して、燃料タンク１を成形するときの樹脂の溶融温度で化学発泡剤が分解して容易に発泡することができ、燃料タンク１の成形と発泡を同時にすることができ、発泡率の制御も容易であり、製造が容易である。
本実施の形態では、アゾジカルボンアミドを使用する。
【００４５】
物理発泡剤を使用する場合には、物理発泡剤として、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル等の塩化炭化水素、１，１，１，２−テトラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等のフッ化炭化水素、沸点が押し出し温度以下の各種アルコールなどのような液体、又は炭酸ガス、窒素等の無機ガスなどが挙げられる。これらの揮発性発泡剤は、混合して用いることもできる。
【００４６】
バリヤ層１４は、燃料油の透過が極めて少ない熱可塑性合成樹脂から形成されている。バリヤ層１４を構成する熱可塑性合成樹脂は、例えば、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、半芳香族ナイロン（ＰＰＡ）を使用することができるが、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が好ましい。
バリヤ層１４を有するため、後述する内部本体層１６を浸透してきたガソリン等の燃料油を、バリヤ層１４でその透過を防ぐことができ、大気中に燃料油が蒸発することを防止できる。
【００４７】
バリヤ層１４として、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）を使用する場合は、ガソリンの透過防止性に優れるとともに、溶融成形が可能で加工性にも優れている。また、高湿度下においても、ガソリンの透過防止性に優れている。さらに、アルコールを含有するガソリンに対しても優れた透過防止性を有することができる。
【００４８】
外部接着剤層１３は、本体発泡層１２とバリヤ層１４の間に設けられて、この２層を接着し、内部接着剤層１５は、内部本体層１６とバリヤ層１４の間に設けられて、この２層を接着する。外部接着剤層１３と内部接着剤層１５は、同じ材料で形成され、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とバリヤ層１４の両方に接着性を有する合成樹脂で形成される。このため、外部接着剤層１３と内部接着剤層１５は、バリヤ層１４と、本体発泡層１２及び内部本体層１６とをそれぞれ強固に接着して、それぞれの層が一体的に密着して、燃料タンク１の燃料透過防止性と、強度を確保することができる。
【００４９】
外部接着剤層１３と内部接着剤層１５に使用される接着性の合成樹脂としては、例えば、変性ポリオレフィン樹脂を使用することができ、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂、特に、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン樹脂が好ましい。これは、ポリオレフィン樹脂に、不飽和カルボン酸を共重合、又はグラフト重合させることにより製造することができる。
【００５０】
内部本体層１６は、表皮層１１で述べたように、表皮層１１に使用するものと同じ材料である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用する。
内部本体層１６は、燃料タンク１の外壁１０の全体の厚さの１５％〜７０％の厚さを有する。外壁１０は全体として７ｍｍ〜２０ｍｍの肉厚を有するため、１．０ｍｍから１４ｍｍの範囲の肉厚を有する。これにより、燃料タンク１の外壁１０は、内部本体層１６が充分な肉厚を有するため、燃料で膨潤しても剛性を保ち、耐衝撃性を確保することができる。
【００５１】
次に、本発明の本体発泡層１２を使用した実施例の熱伝導性ついて説明する
まず、本実施例と比較するため、比較例１と比較例２として以下のものを使用する。
比較例１は、燃料タンク１の外壁１０として、燃料タンク１の外側から順に、表皮層１１、発泡していない高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材層、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されているものを使用する。そして、その密度は全体として、０．９５ｇ／立方センチメートルであり、全体の肉厚は６ｍｍである。表皮層１１、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６は後述する実施例１〜３のものと同じである。
【００５２】
比較例２は、燃料タンク１の外壁１０として、比較例１のものにさらに表皮層１１の外面に、ポリエチレン製の発泡フォームを取付ける。発泡フォームは、燃料タンク１の上面も下面もその全体を覆うように取付けられる。発泡フォームは、燃料タンク１に取付前では、肉厚は２７ｍｍであり、その密度は０．０３３ｇ／立方センチメートルであり、燃料タンク１に取付後は圧縮されて、肉厚は１８ｍｍであり、その密度は０．０５ｇ／立方センチメートルである。
【００５３】
実施例として、１〜３のものを使用することができる。
実施例１〜３は、いずれも燃料タンク１の外壁１０として、燃料タンク１の外側から順に、表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されているものを使用する。そして、本体発泡層１２を除いたその密度は全体として、０．９５であり、肉厚は３．１ｍｍである。本体発泡層１２は、上述のとおり、表皮層１１の下面に燃料タンク１の成形時に一体的に積層されて外壁１０内に設けられている。
【００５４】
実施例１〜３は、本体発泡層１２以外は全て同じであり、本体発泡層１２のみが異なるため、実施例２と３は、本体発泡層１２のみについて説明する。
実施例１において、本体発泡層１２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材を使用する。本体発泡層１２は、肉厚は４．５ｍｍであり、その密度は０．２ｇ／立方センチメートルである。
なお、本体発泡層１２の発泡倍率は４．８であり、使用する発泡剤は、アゾジカルボンアミドを使用し、単位ガス量（ｍｌ／ｇ）が２１０の場合には添加量（ｐｈｒ）は、１．９である。
【００５５】
実施例２は、本体発泡層１２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材を使用し、本体発泡層１２は、肉厚は７．５ｍｍであり、その密度は０．３２である。
なお、本体発泡層１２の発泡倍率は３．０であり、使用する発泡剤は、単位ガス量（ｍｌ／ｇ）が２１０の場合には添加量（ｐｈｒ）は、１．０である。
【００５６】
実施例３は、本体発泡層１２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のリサイクル材を使用し、本体発泡層１２は、肉厚は１４ｍｍであり、その密度は０．５ｇ／立方センチメートルである。
なお、本体発泡層１２の発泡倍率は１．９であり、使用する発泡剤は、単位ガス量（ｍｌ／ｇ）が２１０の場合には添加量（ｐｈｒ）は、０．５である。
【００５７】
比較例１、２と実施例１〜３の熱伝導率（kcal／ｍｈ℃）と熱貫流率（ｋｃａｌ／平方ｍｈ℃）は、以下のとおりである。
【表１】
ここで、全体（除発泡層）とは、全体の層のうち本体発泡層１２又は発泡フォーム層を除いた部分のデータである。
【００５８】
上記表１に記載したように、本体発泡層１２を設けると、設けない比較例１と比べて、熱貫流率を大幅に低下させることができる。そして、表皮層１１の外面に発泡フォーム層を設けた比較例２と略同様の熱貫流率とすることができる。そして、燃料タンク１の全体の肉厚が比較例２では、２４ｍｍであるのに対して、実施例１は７．６ｍｍ、実施例２は１０．６ｍｍ、実施例１は１７．１ｍｍと、大幅に減少させることができる。このため、燃料タンク１を全体として小さくすることができる。
【００５９】
次に、ブロー成形による本件発明の燃料タンク１の製造方法を、図３〜図５に基づき説明する。
まず、図３に示すように、ノズル９の下方にブロー成形金型４０が開いた状態に位置させる。その後、ノズル９からパリソン８を下降させて、パリソン８をブロー成形金型４０の内部に導入させる。
【００６０】
パリソン８は、燃料タンク１の外壁１０を形成するため、外側から順に表皮層１１、本体発泡層１２、外部接着剤層１３、バリヤ層１４、内部接着剤層１５及び内部本体層１６から形成されている。パリソン８がノズル９から押出されて下降するときに、本体発泡層１２は発泡しており、発泡した状態でブロー成形金型４０の内部に位置する。
【００６１】
そして、図４に示すように、ピンチ板４３をスライドさせて、パリソン８の下端を挟持する。ピンチ板４３をブロー成形金型４０の上部と下部の両方に設けてもよい。
その後、図５に示すように、ピンチ板４４をスライドさせてパリソン８を閉じるとともに、ブロー成形金型４０を閉じて、スライドカッター４６でパリソン８を切断する。
【００６２】
そして、エアノズル４５からパリソン８の内部に空気を吹き込み、パリソン８の外面をブロー成形金型４０に押圧して、燃料タンク１を形成する。このとき、パリソン８の内部の本体発泡層１２が潰れないようにするために、ブロー成形金型４０の内表面から空気を吸引して、ブロー成形金型４０の外側へ排出し、パリソン８とブロー成形金型４０の内面との間を減圧にすることによりパリソン８をブロー成形金型４０の表面に密着させることが望ましい。この場合には、パリソン８の表皮層１１がブロー成形金型４０の内面に吸着することにより、本体発泡層１２が潰れることなく、燃料タンク１の形状が確実の形成することができる。
その後、ブロー成形金型４０を開き、燃料タンク１を取出す。
【符号の説明】
【００６３】
１ 燃料タンク
１０ 外壁
１１ 表皮層
１２ 本体発泡層
１３ 外部接着剤層
１４ バリヤ層
１５ 内部接着剤層
１６ 内部本体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、
上記外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成され、
上記表皮層と上記内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、
上記本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、
上記外部接着剤層は、上記本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、上記内部接着剤層は、上記内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、
上記バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンク。
【請求項２】
上記外壁の肉厚は全体が７〜２０ｍｍであり、上記本体発泡層の肉厚は３〜１５ｍｍである請求項１に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項３】
上記本体発泡層の密度は、０．２〜０．５ｇ／立方センチメートルである請求項１又は請求項２に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項４】
上記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項５】
上記本体発泡層は、発泡剤として、熱分解形発泡剤を使用する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項６】
上記バリヤ層は、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で形成された請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項７】
上記燃料タンクは、ブロー成形で形成された請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項１】
多層構成からなる合成樹脂層で本体の外壁が形成された自動車用燃料タンクにおいて、
上記外壁は、少なくとも外側から順に、表皮層、本体発泡層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層から一体的に形成され、
上記表皮層と上記内部本体層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成され、
上記本体発泡層は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂を主に含有する発泡樹脂層として形成され、
上記外部接着剤層は、上記本体発泡層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、上記内部接着剤層は、上記内部本体層とバリヤ層の両方に接着性を有する合成樹脂で形成され、
上記バリヤ層は、燃料油が透過しにくい合成樹脂で形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンク。
【請求項２】
上記外壁の肉厚は全体が７〜２０ｍｍであり、上記本体発泡層の肉厚は３〜１５ｍｍである請求項１に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項３】
上記本体発泡層の密度は、０．２〜０．５ｇ／立方センチメートルである請求項１又は請求項２に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項４】
上記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項５】
上記本体発泡層は、発泡剤として、熱分解形発泡剤を使用する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項６】
上記バリヤ層は、エチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で形成された請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項７】
上記燃料タンクは、ブロー成形で形成された請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の自動車用燃料タンク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１６８０７２（Ｐ２０１１−１６８０７２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３１０１６（Ｐ２０１０−３１０１６）
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（３０８０３９４１４）株式会社ＦＴＳ (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（３０８０３９４１４）株式会社ＦＴＳ (60)
【Ｆターム（参考）】
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