【手続補正書】
【提出日】平成17年5月31日(2005.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  燃料用タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】  ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＯＲ）３（式中、Ｒは炭素数６以下の有機基を表し、ｍは０〜１１の整数を表し、ｎは０又は２〜６の整数を表す。ただし、ｍ及びｎが同時に０になることはない。）で表される化合物から選ばれる１種以上の化合物、あるいは
前記１種以上の化合物、及びＭ（ＯＲ）ｘ（式中Ｍは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｂｉ、又はＢを表し、Ｒは炭素数８以下の有機基を表し、ｘは４以下の整数を表す。）で表される１種以上の金属化合物
を含む原料の加水分解及び縮合による架橋反応によって形成された膜が、タンク内表面にコーティングされていることを特徴とする、燃料用タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撥油性を有するコーティング材料をコーティングした燃料用タンクであって、燃料給油時に蒸発する燃料の量を低減することが可能な燃料タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルオロアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランを加水分解・縮合する、いわゆるゾルゲル法によって作成した膜材料（以下、「ＦＡＳ膜」という。）は、撥油性を有することが知られている。ＦＡＳ膜の応用として、例えば、特開平１０−２５９０３８号公報において、ガラス表面に形成したシリカ層の上にＦＡＳ膜を形成して、撥水性を付与する方法が開示されている。また、特開平７−２４６３６５では、このような膜を、内燃機関の燃焼室内部に形成し、それによって燃焼室内部でのデポジットの付着を防止することを開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車用ガソリンタンクにおいては、ガソリン給油時に給油口を開放したとき、ガソリンタンク内で発生したガソリン蒸気が大気中に拡散しやすい。従って本発明では、燃料給油時に蒸発するガソリン等の燃料の量を低減することが可能な燃料タンクを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料用タンクは、ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＯＲ）３（式中、Ｒは炭素数６以下の有機基を表し、ｍは０〜１１の整数を表し、ｎは０又は２〜６の整数を表す。ただし、ｍ及びｎが同時に０になることはない。）で表される化合物から選ばれる１種以上の化合物、あるいは前記１種以上の化合物及びＭ（ＯＲ）ｘ（式中Ｍは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｂｉ、又はＢを表し、Ｒは炭素数８以下の有機基を表し、ｘは４以下の整数を表す。）で表される１種以上の金属化合物を含む原料の加水分解及び縮合による架橋反応によって形成された膜が、タンク内表面にコーティングされていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＯＲ）３（式中、Ｒは炭素数６以下の有機基を表し、ｍは０〜１１の整数を表し、ｎは０又は２〜６の整数を表す。ただし、ｍ及びｎが同時に０になることはない。）で表される化合物から選ばれる１種以上の化合物、あるいは前記１種以上の化合物及びＭ（ＯＲ）ｘ（式中Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｂｉ、又はＢを表し、Ｒは炭素数８以下の有機基を表し、ｘは４以下の整数を表す。）で表される１種以上の金属化合物を含む原料の加水分解及び縮合による架橋反応によって形成された膜を、燃料用タンクの内表面にコーティングすることによって、燃料の蒸発・揮散による損失を少なくできることを見出し完成したものである。
【０００６】
本発明の燃料用タンクの内表面にコーティングする膜は、ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＯＲ）３で表される化合物（以下、「ＦＡＳ」という。）から選ばれる１種以上を加水分解及び縮合反応によって架橋することにより形成される膜が好ましい。上記化学式で表されるアルコキシシラン化合物が加水分解及び縮合し、シロキサン結合による架橋反応をすることは良く知られている。
【０００７】
上記化学式中、Ｒは炭素数６以下の有機基を表す。Ｒは具体的には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、オクチル、イソオクチル、ヘキシル、イソヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、及びフェニルから選ばれる基であることが好ましく、メチル又はエチルであることが特に好ましい。さらに１分子中に含まれる３つのＯＲ基は、全て同じでも、同じでなくてもよい。前記の化学式中、ｍは０〜１１の整数を表し、ｎは０又は２〜６の整数を表す。ただし、ｍ及びｎが同時に０になることはない。好ましい具体的な化合物としては、３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン（ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、ヘプタデカフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロエチルトリメトキシシラン、パーフルオロエチルトリエトキシシラン、パーフルオロプロピルトリメトキシシラン、パーフルオロプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロブチルトリメトキシシラン、パーフルオロブチルエトキシシラン、パーフルオロヘキシルトリメトキシシラン、及びパーフルオロヘキシルトリエトキシシランが例示でき、特に好ましいのは、３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、及び３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシランである。
【０００８】
本発明のコーティング膜は、上述したＦＡＳの加水分解・縮合による架橋反応によって形成することができるだけでなく、１種以上の上記ＦＡＳとともに、Ｍ（ＯＲ）ｘで表される１種以上の金属化合物を加水分解及び縮合による架橋反応をさせてコーティング膜を形成させることができる。
【０００９】
本発明で用いる、Ｍ（ＯＲ）ｘで表される金属化合物は、金属アルコキシドとして知られる化合物である。式中Ｍは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｂｉ、又はＢを表し、ＭはＳｉ及びＴｉから選ばれる１種以上であることが特に好ましい。また、式中Ｒは、炭素数８以下の有機基を表す。また、式中ｘは金属によって定まる４以下の整数を表す。具体的には、Ｒは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、及び２−エチルヘキシルから選ばれる基であることが好ましい。具体的には、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物、及びチタンテトライソプロポキシド等のテトラアルコキシチタン化合物から選ばれる１種以上を用いることが好ましい。さらに、上記金属アルコキシド化合物に代え、又は上記金属アルコキシド化合物とともに、これらの金属アルコキシド化合物をあらかじめ加水分解及び部分的に縮合させた金属アルコキシドゾルを、コーティング膜を形成させるための原料として用いることができる。これらの金属化合物を添加することにより、得られるコーティング膜の撥油性を向上させることができる。
【００１０】
ＦＡＳと金属アルコキシド及び／又は金属アルコキシドゾルとを混合して用いる場合、その混合比は最終的に燃料用タンク内表面に形成されるコーティング膜のフッ素含有量が、２０質量％以上になるようにすることが好ましい。例えば、３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシランのみを加水分解及び縮合して得られるコーティング膜の場合は、フッ素含有量が約３３質量％である。
【００１１】
本発明で用いるコーティング膜を形成させるためには、上記ＦＡＳを含む原料液、又は上記ＦＡＳと金属アルコキシド及び／又は金属アルコキシドゾルを含む原料液を調製し、この原料液をコーティング膜を形成させようとする燃料用タンク内表面にコーティングし、原料化合物の加水分解・縮合による架橋反応を進めてコーティング膜を形成させる。
【００１２】
コーティング膜を形成させるための原料液には、アルコール等の有機溶媒、水、酸及びアルカリを含む加水分解及び縮合による架橋反応を促進させる触媒やｐＨ調整剤等の、いわゆる金属酸化物の合成におけるゾルゲル法として知られる方法で用いることができる添加剤を含有させることができる。
【００１３】
本発明のコーティング膜の原料溶液を燃料用タンク内表面にコーティングしてから、加熱し、原料の加水分解及び縮合による架橋反応を起こさせてコーティング膜を形成する。
【００１４】
原料液を燃料用タンク内表面等にコーティングする方法としては、スプレー法、ディップ法、スピンコーティング等の公知の方法を使用することができる。原料液をコーティングした後の加水分解及び縮合反応による膜形成反応は、３００〜５００℃で行うことが好ましく、特に３００〜４００℃で行うことが好ましい。
【００１５】
このようにして形成した本発明のコーティング膜は撥油性、耐熱性に優れ、コーティング膜表面への付着物の堆積はきわめて少ない。
【００１６】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明する。
【実施例】
［３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシランを用いて形成したコーティング膜の撥油性評価］
【００１７】
エタノール：３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン：０．１ｍｏｌ／Ｌ塩酸：イオン交換水が、それぞれモル比で５：１０：０．１（ＨＣｌとして）：２０になるように混合した液を、ＳＣＭ４２０の基板上に、コーティングし、大気中、３００℃〜４００℃で、１時間焼成し、コーティング膜を形成させた。形成されたコーティング膜の厚さは、約２μｍであった。このコーティング膜上にエンジンオイル（５Ｗ−３０）を２０μｌ滴下し、３０分後にエンジンオイルの広がり方を観察したところ、コーティング膜を３００℃で焼成した場合は、半径６ｍｍ、４００℃で焼成した場合は、半径８ｍｍの円状に広がった。
【００１８】
これに対して、表面にコーティング膜を形成させていないＳＣＭ４２０基板上では、エンジンオイルは、半径３０ｍｍの円状に広がった。
【００１９】
［３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、及びテトライソプロポキシチタンを用いて形成したコーティング膜の撥油性評価］
【００２０】
エタノール：３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン：テトライソプロポキシチタン：０．１ｍｏｌ／Ｌ塩酸：イオン交換水が、それぞれモル比で５：１０：１：０．１（ＨＣｌとして）：２０になるように混合した液を、ＳＣＭ４２０の基板上に、コーティングし、大気中、３００℃〜４００℃で、１時間焼成し、コーティング膜を形成させた。コーティング膜の厚さは、約２μｍであった。このコーティング膜上にエンジンオイル（５Ｗ−３０）を２０μｌ滴下し、３０分後にエンジンオイルの広がり方を観察したところ、３００℃で焼成した場合は、半径４ｍｍ、４００℃で焼成した場合は、半径６ｍｍの円状に広がった。
【００２１】
［ガソリンタンク実施例］
エタノール：３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン：０．１ｍｏｌ／Ｌ塩酸：イオン交換水を、モル比で５：１０：０．１（ＨＣｌとして）：２０となるように混合し、その混合液をスプレーして容量４５Ｌのガソリンタンク内表面にコーティングした。さらに１５０℃で焼成して、ゾルゲル法により約１μｍの厚みのコーティング膜をガソリンタンク内表面に形成させた。
【００２２】
このガソリンタンクにガソリンを３０Ｌ入れ、６０℃、１時間加熱してから、さらに６０分間ガソリンタンクの蓋を開放した。その結果、約０．００５質量％のガソリンが蒸発していた。
【００２３】
［ガソリンタンク比較例］
上記実施例において、表面にコーティング膜を形成させていないガソリンタンクを使用し、このガソリンタンクにガソリンを３０Ｌ入れ、６０℃、１時間加熱してから、さらに６０分間ガソリンタンクの蓋を開放した。その結果、約０．１質量％のガソリンが蒸発していた。
【００２４】
【発明の効果】
撥油性を有する材料を内表面にコーティングした本発明の燃料用タンクは、給油時等にタンクを開放したときの燃料の蒸発及び揮散によるロスが少ない。これは、燃焼用タンクの内表面の撥油性を有する材料によって、ガソリン等の燃料の蒸気が燃料用タンクの内表面で油滴になりやすく、またこの油滴が垂れて燃料中に戻りやすくなることによると考えられる。