(57)【要約】【課題】コスト上昇を抑えつつ、樹脂製の燃料タンク内から外部への燃料ガスの放散を抑制可能な樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンクを提供する。【解決手段】樹脂部品であるパイプ継ぎ手２０の外表面にシリカコーティング層である緻密層Ｄを施した。これにより、緻密層Ｄの燃料蒸気透過阻止機能により、燃料タンク１０内の燃料蒸気がパイプ継ぎ手２０を介して外部へ放散されることを確実に抑止できる。また、緻密層Ｄ形成工程における加熱処理時の雰囲気温度は８０〜１００℃であり、パイプ継ぎ手２０の成型材質である樹脂の軟化点温度より低い。したがって、緻密層Ｄ形成工程において樹脂成型体２１を変形させる、あるいは部分溶融させること無く緻密層Ｄを形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の燃料タンクの内側と外側を連通するように燃料タンクに形成された開口孔を覆い且つ前記開口孔の周縁部において燃料タンクに固定される樹脂部品であって、
燃料タンクに取り付けられた状態において燃料タンクの外側となる表面である外表面および燃料タンクの内側となる表面である内表面の少なくともどちらか一方にシリカコーティング膜を施したことを特徴とする樹脂部品。
【請求項２】
前記樹脂部品は、燃料タンクに取り付けられるパイプ継ぎ手、燃料流出防止弁あるいはＯＲＶＲ（Ｏｎ−ｂｏａｒｄ  Ｒｅｆｕｅｌｉｎｇ  Ｖａｐｏｒ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）弁等の燃料制御弁であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部品。
【請求項３】
前記シリカコーティング層は、ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含み且つ前記ペルヒドロポリシラザンの含有量が前記ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５〜０．９５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする緻密層であることを特徴とする請求項１または請求項２のどちらか一つに記載の樹脂部品。
【請求項４】
前記シリカコーティング層は、前記緻密層上に、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含み且つ前記ペルヒドロポリシラザンの含有量が前記ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０から０．６５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする柔軟層を重ねた構造であることを特徴とする請求項３に記載の樹脂部品。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載される樹脂部品が固定されることを特徴とする樹脂製の燃料タンク。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載される樹脂部品が溶着により固定されることを特徴とする樹脂製の燃料タンク。
【請求項７】
樹脂製の燃料タンクの内側と外側を連通するように燃料タンクに形成された開口孔を覆い且つ前記開口孔の周縁部において燃料タンクに固定される樹脂部品を備え、
燃料タンクの外表面のうち、少なくとも燃料タンクと前記樹脂部品との境界線の全周を包含する領域にシリカコーティング層を備えることを特徴とする燃料タンク。
【請求項８】
前記シリカコーティング層は、ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含み且つ前記ペルヒドロポリシラザンの含有量が前記ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５〜０．９５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする緻密層であることを特徴とする請求項７に記載の燃料タンク。
【請求項９】
前記シリカコーティング層は、前記緻密層上に、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含み且つ前記ペルヒドロポリシラザンの含有量が前記ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０から０．６５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする柔軟層を重ねた構造であることを特徴とする請求項８に記載の燃料タンク。
【請求項１０】
前記樹脂部品が溶着により固定されることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一つに記載の燃料タンク。
【請求項１１】
前記樹脂部品は燃料タンクに取り付けられるパイプ継ぎ手、燃料流出防止弁あるいはＯＲＶＲ（Ｏｎ−ｂｏａｒｄ  Ｒｅｆｕｅｌｉｎｇ  Ｖａｐｏｒ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）弁等の燃料制御弁であることを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか一つに記載の燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンクに関するものであり、燃料タンクに取り付けられる樹脂部品、たとえばパイプ継ぎ手、各種燃料制御等およびそれらが取り付けられる樹脂性の燃料タンクに適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂製の燃料タンクへは、樹脂部品、たとえばパイプ継ぎ手、燃料流出防止弁あるいはＯＲＶＲ（Ｏｎ−ｂｏａｒｄ  Ｒｅｆｕｅｌｉｎｇ  Ｖａｐｏｒ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）弁等の燃料制御弁等が、たとえば溶着等により固定されている。
【０００３】
燃料が貯蔵される燃料タンク内には、炭化水素ガスからなる燃料蒸気が充満している。近年、燃料タンク内の燃料蒸気が外部へ漏れることの規制が強化され、燃料タンクやそれに取り付けられる樹脂部品に対しても燃料蒸気放出を抑制するために気密性に関する要求が厳しくなっている。
【０００４】
一方、車両の軽量化、燃料タンク形状の多様化等の要求から燃料タンクを樹脂材料から作ることが一般的になっている。燃料タンクに用いられる樹脂材料としては、軽量・耐衝撃強度等の点からポリエチレン樹脂が広く用いられている。しかしながら、ポリエチレン樹脂は、炭化水素ガス、すなわち燃料ガスが僅かではあるが透過する。そこで、樹脂製の燃料タンク内から外部への燃料ガスの透過、放散を抑制するために、種々の方策が採られている。一つは、樹脂性の燃料タンクを、燃料ガスが透過しないような構造とすることである。たとえば、燃料タンクや燃料タンクに取り付けられる樹脂部品を、燃料ガスに対する低透過性を有する、言い換えると高い遮断性を有するバリア層（たとえば、ポリアミド樹脂）と、ポリエチレン樹脂とのサンドイッチ構造として形成することが行われている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、樹脂製燃料タンクの気密性を高める別な方法として、燃料タンクや燃料タンクに取り付けられる樹脂部品を、燃料に対する低透過性を有する樹脂材料により形成することが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１４１９号公報
【特許文献２】特開２００８−１６２４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１に記載される従来の樹脂部品のように、燃料ガス透過に対する高い遮断性を有するバリア層とポリエチレン樹脂との積層構造とすることは、製造工程が複雑となりコスト上昇を招いてしまう。また、上記した特許文献２に記載される従来の樹脂部品のように、燃料ガス透過に対する高い遮断性を有する材質から形成することは、材質自体が高価であるため、やはりコスト上昇を招く、という問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、コスト上昇を抑えつつ、樹脂製の燃料タンク内から外部への燃料ガスの放散を抑制可能な樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の樹脂部品は、樹脂製の燃料タンクの内側と外側を連通するように燃料タンクに形成された開口孔を覆い且つ開口孔の周縁部において燃料タンクに固定される樹脂部品であって、燃料タンクに取り付けられた状態において燃料タンクの外側となる表面である外表面および燃料タンクの内側となる表面である内表面の少なくともどちらか一方にシリカコーティング膜を施したことを特徴としている。
【００１１】
上述の構成において、シリカコーティング膜は緻密層であるため燃料蒸気はシリカコーティング層を透過することができない。樹脂製の燃料タンク内に燃料が貯蔵されている場合、燃料タンクの内部空間には燃料蒸気が充満し、燃料蒸気は燃料タンクの開口孔を介して樹脂部品の内側表面へも到達する。ここで、樹脂部品を形成する樹脂材質が燃料蒸気透過性を有する材質であって、シリカコーティング層が施されていないと、燃料蒸気は樹脂部品を透過して燃料タンク外へ放散してしまう。しかし、本発明の請求項１に記載の発明では、樹脂部品の外表面および内表面の少なくともどちらか一方にシリカコーティング層を施している。このため、樹脂製の燃料タンク内の燃料蒸気はシリカコーティング層により遮断されて樹脂部品の外側へ透過することが阻止される。また、樹脂材料にシリカコーティング層を施す工程は、燃料蒸気遮断性に優れる樹脂材料を用いて樹脂部品を形成するのに比べて安価である。以上から、本発明の請求項１に記載の樹脂部品によれば、コスト上昇を抑えつつ、樹脂製の燃料タンクにおける燃料ガスの透過、放散を抑制することが可能な樹脂部品を提供することができる。
【００１２】
この場合、本発明の請求項２に記載されるように、樹脂部品を、燃料タンクに取り付けられるパイプ継ぎ手、燃料流出防止弁あるいはＯＲＶＲ（Ｏｎ−ｂｏａｒｄ  Ｒｅｆｕｅｌｉｎｇ  Ｖａｐｏｒ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）弁等の燃料制御弁に適用すれば、燃料ガスの透過、放散を抑制する、という効果を有効に活かすことができる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の樹脂部品は、シリカコーティング層は、ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含み且つペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５〜０．９５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする緻密層であることを特徴としている。
【００１４】
上述した構成のシリカコーティング層を施す工程は、大気中あるいは水蒸気を含む雰囲気中において、シリカコーティング層が施される樹脂材質の溶融温度よりも低い温度、たとえば８０℃で実施することができる。したがって、シリカコーティング層を施す工程において樹脂部品の変形や部分溶融等の不具合を生じることなく、シリカコーティング層を施すことができる。
【００１５】
この場合、本発明の請求項４に記載の樹脂部品のように、シリカコーティング層を、前記緻密層上に、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含み且つ前記ペルヒドロポリシラザンの含有量が前記ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０から０．６５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする柔軟層を重ねた構造としても良い。
【００１６】
シリカコーティング層を、たとえば二層構造とすることにより、樹脂部品の燃料蒸気透過阻止性能を高めることができる。また、上述した構成では、樹脂部品に密着して緻密層が施されその上に柔軟層が重ねられている。したがって、シリカコーティング層が施された樹脂部品の取扱い時、あるいは使用過程において樹脂部品が弾性変形したときに、シリカコーティング層の最外層にある柔軟層は樹脂部品の弾性変形に容易に追従できるので、燃料蒸気が燃料タンク外部へ放散することを抑制する効果を維持し続けることができる。
【００１７】
本発明の請求項５に記載の樹脂製の燃料タンクは、請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載される樹脂部品が固定されることを特徴としている。
【００１８】
シリカコーティング層が施されて燃料ガスの透過が阻止される樹脂部品を備える燃料タンクであれば、該樹脂部品を経由しての燃料蒸発ガスの燃料タンク外への放散を抑制することができる。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の樹脂製の燃料タンクは、樹脂部品が溶着により樹脂製容器に固定されることを特徴としている。
【００２０】
樹脂製の燃料タンクへ樹脂部品を固定する固定方法として溶着を採用すれば、両樹脂部材が溶融し融合するため、固定部分に隙間を生じることなく固定強度を高めることができる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の樹脂製の燃料タンクは、樹脂製の燃料タンクの内側と外側を連通するように燃料タンクに形成された開口孔を覆い且つ開口孔の周縁部において燃料タンクに固定される樹脂部品を備え、燃料タンクの外表面のうち、少なくとも燃料タンクと樹脂部品との境界線の全周を包含する領域にシリカコーティング層を備えることを特徴としている。
【００２２】
樹脂製の燃料タンクに樹脂部品を固定する場合、固定方法によっては、両者の接続部、つまり境界部に隙間が生じる可能性がある。本発明の請求項７に記載の燃料タンクによれば、燃料タンクと樹脂部品との境界線の全周を包含する領域にシリカコーティング層を備えるので、両者の境界部に万が一隙間を生じてもシリカコーティング層に覆われるため、当該隙間を経由して燃料蒸気が燃料タンク外部へ放散されることを確実に抑制できる。
【００２３】
本発明の請求項８に記載の樹脂製の燃料タンクは、シリカコーティング層は、ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含み且つペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５〜０．９５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする緻密層であることを特徴としている。
【００２４】
上述した構成のシリカコーティング層を施す工程は、大気中あるいは水蒸気を含む雰囲気中において、シリカコーティング層が施される樹脂材質の溶融温度よりも低い温度、たとえば８０℃で実施することができる。したがって、シリカコーティング層を施す工程において樹脂製の燃料タンクおよび樹脂部品の変形や部分溶融等の不具合を生じることなく、シリカコーティング層を施すことができる。
【００２５】
この場合、本発明の請求項９に記載の樹脂製の燃料タンクのように、シリカコーティング層を、前記緻密層上に、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含み且つ前記ペルヒドロポリシラザンの含有量が前記ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０から０．６５である溶液を熱処理して得られる二酸化珪素を主成分とする柔軟層を重ねた構造としても良い。
【００２６】
シリカコーティング層を、たとえば二層構造とすることにより、燃料タンクおよび樹脂部品の燃料蒸気透過阻止性能を高めることができる。また、上述した構成では、燃料タンクおよび樹脂部品に密着して緻密層が施されその上に柔軟層が重ねられている。したがって、シリカコーティング層が施された燃料タンクおよび樹脂部品の取扱い時、あるいは使用過程において燃料タンクおよび樹脂部品が弾性変形したときに、シリカコーティング層の最外層にある柔軟層は付着母材の弾性変形に容易に追従できるので、燃料蒸気が燃料タンク外部へ放散することを抑制する効果を維持し続けることができる。
【００２７】
本発明の請求項１０に記載の樹脂製の燃料タンクは、樹脂部品が溶着により固定されることを特徴としている。
【００２８】
樹脂製の燃料タンクへ樹脂部品を固定する固定方法として溶着を採用すれば、両樹脂部材が溶融し融合するため、固定部分に隙間を生じることなく固定強度を高めることができる。
【００２９】
本発明の請求項１１に記載の樹脂製の燃料タンクは、樹脂部品は燃料タンクに取り付けられるパイプ継ぎ手、燃料流出防止弁あるいはＯＲＶＲ（Ｏｎ−ｂｏａｒｄ  Ｒｅｆｕｅｌｉｎｇ  Ｖａｐｏｒ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）弁等の燃料制御弁であることを特徴としている。
【００３０】
上述したパイプ継ぎ手や燃料制御弁は、樹脂材料で作られることが一般的であり、また燃料タンクに必ず取り付けられるものである。したがって、これらの部材と燃料タンクとの取り付け部の境界線を少なくとも包含する領域にシリカコーティング層を施せば、燃料蒸気の透過、放散を抑制する、という効果を有効に活かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０の燃料タンク１０への取り付け部の断面図である。
【図２】図１中のＩＩ部拡大図である。
【図３】ペルヒドロポリシラザンの構造を説明する化学式である。
【図４】ポリオルガノシラザンの構造を説明する化学式である。
【図５】ペルヒドロポリシラザン−ポリオルガノシラザン共重合体の構造を説明する化学式である。
【図６】本発明の第２実施形態によるパイプ継ぎ手３０の燃料タンク１０への取り付け部の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態によるパイプ継ぎ手４０の燃料タンク１０への取り付け部の断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態によるパイプ継ぎ手５０の燃料タンク１０への取り付け部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明による樹脂部品および樹脂部品が取り付けられる樹脂製の燃料タンクの実施形態を、樹脂部品としてのパイプ継ぎ手が取り付けられている自動車に搭載される樹脂製の燃料タンクに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
【００３３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０は、図１に示すように、樹脂製の燃料タンク１０に形成された開口孔１０ａを覆い且つ開口孔１０ａの周縁部において、燃料タンク１０に溶着により固定されている。図１において、燃料タンク１０の下方が燃料タンク１０の内側であり、燃料タンク１０の上方が燃料タンク１の外側である。
【００３４】
燃料タンク１０は樹脂材料から形成されている。燃料タンク１０は、燃料蒸気の透過を抑制するために、複数種類の樹脂材料を積層した五層構造からなっている。すなわち、図２に示すように、燃料タンク１０の内側部分となるインナシェル１１、外側部分となるアウタシェル１２、インナシェル１１およびアウタシェル１２間に配設される燃料蒸気の透過を抑止する燃料透過抑止層としてのバリア層１３、アウタシェル１２およびバリア層１３間に介在される上部接着層１４ａ、バリア層１３およびインナシェル１１間に介在される下部接着層１４ｂの五層構造からなっている。具体的には、インナシェル１１およびアウタシェル１２は高密度ポリエチレン樹脂から形成され、バリア層は燃料に対する低透過性を有する材質として、エチレンおよびビニルアルコールの共重合体樹脂、たとえば（株）クラレ製の商品名「エバール」等から形成され、上部接着層１４ａおよび下部接着層１４ｂは接着性を有する変性高密度ポリエチレン樹脂から形成されている。このような五層構造として形成することにより、燃料タンク１０自体においては、燃料蒸気に対する十分な透過抑止性を備えている。
【００３５】
パイプ継ぎ手２０は、図示しない配管を介して図示しないキャニスタに連結されている。これにより、燃料タンク１０の内部は、パイプ継ぎ手２０および図示しない配管を介してキャニスタと連通している。キャニスタは、燃料タンク１０内で発生した燃料蒸気をエンジン作動中あるいは給油中等において吸着するものである。
【００３６】
パイプ継ぎ手２０は、燃料タンク１０のアウタシェル１２と同じ材質である高密度ポリエチレン樹脂から図１に示すような形状に成型加工されてなる樹脂成型体２１の表面に、詳しくはパイプ継ぎ手２０が燃料タンク１０に取り付けられた状態において燃料タンク１０の外側となる表面に、シリカコーティング層である緻密層Ｄを施して形成されている。パイプ継ぎ手２０の樹脂成型体２１は、図１に示すように、筒部２２、筒部２２を保持するベース部２３、ベース部２３の筒部２２と反対側に設けられ燃料タンク１０の開口孔１０ａの周縁部の全周に当接し溶着により固定される溶着部２４、ベース部２３から、燃料タンク１０の開口孔１０ａを介して燃料タンク１０の内部へ垂下される筒状の垂下部２５を備えている。垂下部２５には、図示しない各種バルブ、たとえば、燃料遮断弁、給油通気弁等が取り付けられる。
【００３７】
樹脂成型体２１の外表面に施されたシリカコーティング層である緻密層Ｄは、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分とするガラス質の緻密層であり、気体の透過を阻止する性質を備えている。したがって、燃料蒸気が透過することも阻止される。パイプ継ぎ手２０の樹脂成型体２１の材質である高密度ポリエチレン樹脂は、炭化水素ガス、すなわち燃料蒸気が僅かではあるが透過する性質を有している。そこで、樹脂成型体２１の外表面に緻密層Ｄを施すことにより、燃料タンク１０内の燃料蒸気がパイプ継ぎ手２０を介して燃料タンク１０の外へ放散されることを抑止することができる。
【００３８】
次に、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０の高密度ポリエチレン樹脂成型体２１に付着形成される緻密層Ｄについて説明する。
【００３９】
緻密層Ｄは、パイプ継ぎ手２０を形成する高密度ポリエチレン樹脂の表面を覆ったもので、ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含み且つペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５〜０．９５である溶液を、大気中もしくは水蒸気を含む雰囲気中で熱処理して得られるもので、緻密性に加えてある程度の柔軟性を有している。
【００４０】
上記のペルヒドロポリシラザンは、少なくとも分子内にＳｉ−Ｈ結合を有するもので、図３に示すような化学式１で表される骨格を繰り返し単位として鎖状に結合した鎖状ポリマー、あるいは環状に結合した環状ポリマーである。また、ポリオルガノシラザンは、図４に示すような化学式２で表される骨格を繰り返し単位として鎖状に結合した鎖状ポリマー、あるいは環状に結合した環状ポリマーである。ただし、化学式２において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリル基のいずれか１種であり、且つ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の少なくとも１つはアルキル基である。また、ポリオルガノシラザンとして好ましいものは、Ｒ１をアルキル基、Ｒ２及びＲ３を水素原子としたもので、アルキル基の中でもメチル基が特に好ましい。
【００４１】
緻密層Ｄのより好ましい構造としては、図５に示すような化学式３で表される骨格を繰り返し単位として鎖状に結合した鎖状ポリマー、あるいは環状に結合した環状ポリマーにおいて、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．６５から０．９５であるペルヒドロポリシラザン−ポリオルガノシラザン共重合体を大気中もしくは水蒸気を含む雰囲気中で熱処理して得られる緻密なガラス質のＳｉＯ２層が挙げられる。ただし、図５に示すような化学式３において、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基であり、ｍ＋ｎは８から５４の正の整数である。
【００４２】
ここで、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンそれぞれの含有量と緻密度との関係について説明する。ペルヒドロポリシラザン単体を高密度ポリエチレン樹脂板上に成膜して大気中もしくは水蒸気を含む雰囲気中で熱処理した場合に得られる層は、緻密度が最も高い極めて緻密な層となる。また、ポリオルガノシラザン単体を高密度ポリエチレン樹脂板上に成膜して大気中もしくは水蒸気を含む雰囲気中で熱処理した場合に得られる層は、有機基を含むことから上記のペルヒドロポリシラザン単体層に比べて原子間結合が疎になり、緻密度が最も低い極めて柔軟な層となる。
【００４３】
そこで、これらの混合溶液でペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンそれぞれの含有量を連続的に変化させれば、シリカコーティング層である緻密層Ｄの緻密度を、上述した極めて緻密な層と極めて柔軟な層との間でコントロールすることができる。
【００４４】
これらの混合溶液でペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンそれぞれの含有量を連続的に変化させて評価したところ、緻密層Ｄが緻密性及び柔軟性を併せ持つためには、熱処理する溶液中のペルヒドロポリシラザンの含有量とポリオルガノシラザンの含有量の比は、ペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５〜０．９５が好ましく、さらに好ましくは０．８〜０．９である、という結果が得られた。その理由は、ペルヒドロポリシラザンの含有量がポリシラザン全体量に対して０．９５を越えると、硬度が高くなり過ぎて柔軟性を失うからであり、ペルヒドロポリシラザンの含有量がポリシラザン全体量に対して０．６５未満であると、柔軟性が高くなるとともに緻密性が大幅に低下するからである。
【００４５】
次に、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０の高密度ポリエチレン樹脂からなる樹脂成型体２１に緻密層Ｄを付着形成する製造方法について説明する。
【００４６】
予め、樹脂成型体２１の表面を水洗して付着物等を除去し、次いで、脱脂処理を施すために有機溶剤等を用いて洗浄し、乾燥させておく。また、緻密層Ｄの出発原料となる、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含む緻密層形成用塗布液を作製しておく。この塗布液は、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを有機溶媒に溶解したものであり、塗布液中のペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５〜０．９５の範囲となるように調整されている。
【００４７】
樹脂成型体２１の脱脂処理に用いる有機溶媒は、これらのポリシラザンの反応に悪影響を与えないものであればよく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、トリエチルベンゼン等の芳香族化合物、シクロブタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等のシクロパラフィン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｉ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、ｎ−ノナン、ｉ−ノナン、ｎ−デカン、ｉ−デカン等の飽和炭化水素化合物、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類等が好適に用いられる。
【００４８】
続いて、ディップ法により、この塗布液を樹脂成型体２１の表面に塗布し、乾燥させる。塗布法としては、上記のディップ法の他、スピンコート法、スプレー塗布法、刷毛塗り法、静電塗布法、グラビアロール塗布法、バー塗布法、フロー塗布法等があり、樹脂成型体２１の形状や大きさに合わせて最適な方法を適宜選択すればよい。
【００４９】
次に、塗布液が塗布された樹脂成型体２１を、大気中あるいは水蒸気を含む雰囲気中で、８０〜１００℃の温度範囲で３０〜１８０分加熱処理する。この塗布液は、加熱処理過程で加熱分解した後にガラス化し、ＳｉＯ２を主成分とする緻密層Ｄとなる。
【００５０】
上述した加熱処理プロセス中の初期段階においては、ペルヒドロポリシラザンやポリオルガノシラザンの反応が進行すると、Ｓｉ−Ｏ結合の他に、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｈ結合、Ｓｉ−Ｒ結合等を含む重合体が形成される。この段階では、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）が充分形成されていないために、セラミックスへの転化が不十分なものである。加熱処理が更に進行すると、上述した重合体が水や酸素と反応することで反応物の酸化、水蒸気による加水分解が進行し、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）あるいはＳｉ−Ｎ結合が形成されて、緻密性に加えてある程度の柔軟性を有するセラミックスに転化して緻密層Ｄが形成される。
【００５１】
以上説明した、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０によれば、このパイプ継ぎ手２０を樹脂製の燃料タンク１０に取り付けた場合、緻密層Ｄの燃料蒸気透過阻止機能により、燃料タンク１０内の燃料蒸気がパイプ継ぎ手２０を介して外部へ放散されることを確実に抑止することができる。
【００５２】
また、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０の樹脂成型体２１の材質である高密度ポリエチレン樹脂の軟化点温度は１２０℃であるが、緻密層Ｄ形成工程における加熱処理時の雰囲気温度は８０〜１００℃である。したがって、緻密層Ｄ形成工程において樹脂成型体２１を変形させる、あるいは部分溶融させること無く緻密層Ｄを形成することができる。
【００５３】
また、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０によれば、一般的で安価な高密度ポリエチレン樹脂に容易な手段で緻密層Ｄを形成して燃料蒸気の透過を阻止可能な樹脂部品を形成するので、コスト上昇を抑えつつ、樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンク内から外部へ燃料ガスの透過、放散をすることを抑制可能な樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンクを提供することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図６に、本発明の第２実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手３０が溶着された燃料タンク１０の断面図を示す。燃料タンク１０自体の構成、すなわち複数の樹脂材料の五層構造であること、および各層の材質は、上述した本発明の第１実施形態と同一である。
【００５５】
本発明の第２実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手３０は、本発明の第１実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手２０とは、緻密層Ｄを施す時期が異なっている。すなわち、本発明の第１実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手２０は、パイプ継ぎ手２０単体において緻密層Ｄを施し、その後、燃料タンク１０に溶着固定しているのに対し、本発明の第２実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手３０は、緻密層Ｄが施されていない樹脂成型体３１の状態で、燃料タンク１０に溶着により固定された後、樹脂成型体３１の外表面、および燃料タンク１０の外表面且つパイプ継ぎ手３０溶着部周囲領域に、緻密層Ｄを施している。緻密層Ｄの成分および形成方法等は、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０の場合と同一である。
【００５６】
本発明の第２実施形態によるパイプ継ぎ手３０によっても、緻密層Ｄの燃料蒸気透過阻止機能により、燃料タンク１０内の燃料蒸気がパイプ継ぎ手３０を介して外部へ放散されることを確実に抑止することができる。
【００５７】
また、樹脂成型体３１の外表面および燃料タンク１０の外表面に緻密層Ｄを施す工程において、樹脂成型体３１や燃料タンク１０を変形させる、あるいは部分溶融させること無く緻密層Ｄを形成することができる。
【００５８】
また、本発明の第２実施形態によるパイプ継ぎ手３０によれば、一般的で安価な高密度ポリエチレン樹脂に容易な手段で緻密層Ｄを形成して燃料蒸気の透過を阻止可能な樹脂部品を形成するので、コスト上昇を抑えつつ、樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンク内から外部へ燃料ガスの透過、放散をすることを抑制可能な樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンクを提供することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
図７に、本発明の第３実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手４０が溶着された燃料タンク１０の断面図を示す。燃料タンク１０自体の構成、すなわち複数の樹脂材料の五層構造であること、および各層の材質は、先に説明した本発明の第１実施形態と同一である。
【００６０】
本発明の第３実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手４０は、形状は、先に説明した本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０と同一であるが、材質が異なっている。すなわち、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０は、樹脂成型体２１を単一材料により、つまり高密度ポリエチレン樹脂のみにより形成しているのに対して、本発明の第３実施形態によるパイプ継ぎ手４０は、互いに異なる二種類の材質から、具体的には、変性高密度ポリエチレン樹脂およびポリアミド樹脂から形成されている。パイプ継ぎ手４０は、図７に示すように、筒部４２の外側、ベース部４３の外側および溶着部４４が変性高密度ポリエチレン樹脂から、筒部４２の先端および内側、ベース部４３の内側がポリアミド樹脂からそれぞれ形成され、二色成型により製造されている。変性高密度ポリエチレン樹脂は、ポリアミド樹脂との接着性に優れるが、炭化水素ガス、すなわち燃料蒸気が僅かではあるが透過する性質を有している。ポリアミド樹脂は、炭化水素ガス、すなわち燃料蒸気の透過性が高密度ポリエチレン樹脂よりも大幅に低い。したがって、パイプ継ぎ手４０を、変性高密度ポリエチレン樹脂およびポリアミド樹脂の二色成型により形成することにより、燃料タンク１０内の燃料蒸気がパイプ継ぎ手４０を介して外部へ放散することを抑制できる。しかし、パイプ継ぎ手４０の溶着部４４は、燃料蒸気が僅かではあるが透過する性質を有している変性高密度ポリエチレン樹脂単体で形成されている。このため、燃料タンク１０内の燃料蒸気がパイプ継ぎ手４０の溶着部４４と燃料タンク１０との接合部分から外部へ放散する可能性がある。
【００６１】
このような問題を解決するため、本発明の第３実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手４０が溶着された燃料タンク１０では、図7に示すように、パイプ継ぎ手４０の溶着部４４と燃料タンク１０との接合部分の外表面に、シリカコーティング層である緻密層Ｄを施している。これにより、本発明の第３実施形態によるパイプ継ぎ手４０によっても、緻密層Ｄの燃料蒸気透過阻止機能により、燃料タンク１０内の燃料蒸気が外部へ放散されることを確実に抑止することができる。
【００６２】
また、樹脂成型体４１の外表面および燃料タンク１０の外表面に緻密層Ｄを施す工程において、樹脂成型体４１や燃料タンク１０を変形させる、あるいは部分溶融させること無く緻密層Ｄを形成することができる。
【００６３】
（第４実施形態）
図８に、本発明の第４実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手５０が溶着された燃料タンク１０の断面図を示す。燃料タンク１０自体の構成、すなわち複数の樹脂材料の五層構造であること、および各層の材質は、上述した本発明の第１実施形態と同一である。
【００６４】
本発明の第４実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手５０は、本発明の第１実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手２０とは、シリカコーティング層の構成が異なっている。すなわち、本発明の第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０は、シリカコーティング層として緻密層Ｄの一層が施されているのに対して、本発明の第４実施形態によるパイプ継ぎ手５０は、緻密層Ｄの上にシリカコーティング層である柔軟層Ｆが重ねて施されている。すなわち、本発明の第４実施形態によるパイプ継ぎ手５０では、シリカコーティング層は、第１の実施の形態の緻密層Ｄ上に、さらに柔軟層Ｆを形成した点である。この樹脂部品としてのパイプ継ぎ手５０では、これら緻密層Ｄおよび柔軟層Ｆからなる２層構造のコーティング膜とされている。なお、パイプ継ぎ手の樹脂成型体５１の材質および形状は、本発明の第１実施形態の場合と同じである。
【００６５】
ここで柔軟層Ｆについて説明する。柔軟層Ｆは、ペルヒドロポリシラザンおよびポリオルガノシラザンを含む溶液を、大気中もしくは水蒸気を含む雰囲気中で熱処理して得られるもので、柔軟性に加えてある程度の緻密性を有する。ポリオルガノシラザンは、図４に示す化学式２で表される骨格を繰り返し単位として鎖状に結合した鎖状ポリマー、あるいは環状に結合した環状ポリマーである。但し、図４に示す化学式２において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリル基のいずれか１種であり、かつ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の少なくとも１つはアルキル基である。ポリオルガノシラザンとして好ましいものは、Ｒ１をアルキル基、Ｒ２及びＲ３を水素原子としたもので、アルキル基の中でもメチル基が特に好ましい。この柔軟層Ｆのより好ましい構造としては、図５に示す化学式３において、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０〜０．６５、Ｒがアルキル基であるアルキルヒドロポリシラザン単独重合体、または、ペルヒドロポリシラザン−アルキルヒドロキシシラザン共重合体を大気中もしくは水蒸気を含む雰囲気中で熱処理して得られる、柔軟性を有するＳｉＯ２層が挙げられる。但し、図５の化学式中において、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基であり、ｍ＋ｎは８から５４の正の整数である。
【００６６】
この柔軟層Ｆが柔軟性及び緻密性を併せ持つためには、ペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０〜０．６５が好ましく、特に好ましくは０．４〜０．６５である。その理由は、ペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して０．６５を超えると、緻密性が高くなるとともに柔軟性が低下するからである。
【００６７】
次に、本発明の第４実施形態によるパイプ継ぎ手５０における、シリカコーティング層である緻密層Ｄおよび柔軟層Ｆを施す工程について説明する。緻密層Ｄの形成までは、先に説明した第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０の製造方法と全く同様であるから、説明を省略する。
【００６８】
緻密層Ｄ上に柔軟層Ｆを形成するために、柔軟層Ｆの出発原料となる、ペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含みかつ該ポリオルガノシラザンの含有量が緻密層形成用塗布液より多い柔軟層形成用塗布液（第２の溶液）を作製しておく。この塗布液は、各所定量のペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを有機溶媒に溶解したもので、ペルヒドロポリシラザンの含有量がペルヒドロポリシラザン及びポリオルガノシラザンを含むポリシラザン全体量に対して、好ましくは０〜０．６５、特に好ましくは０．４〜０．６５の範囲となるように調整されている。有機溶媒は、上述した第１の実施形態の製造方法にて用いられたものを使用すればよい。
【００６９】
次いで、ディップ法により、この塗布液を緻密層Ｄ上に塗布し、乾燥させる。塗布法は、第１実施形態によるパイプ継ぎ手２０の製造方法と同様であり、緻密層Ｄの形状や大きさに合わせて最適な方法を適宜選択すればよい。次いで、この塗布液が緻密層Ｄ上に塗布された樹脂成型体５１を、大気中あるいは水蒸気を含む雰囲気中で、８０〜１００℃の温度範囲で３０〜１８０分加熱処理する。この塗布液は、加熱処理過程で加熱分解した後にガラス化し、ＳｉＯ２を主成分とする柔軟層Ｆとなる。
【００７０】
この加熱処理プロセスは、上述した第１実施形態の加熱処理プロセスとほぼ同一であるが、塗布液中のポリオルガノシラザンの含有量が高いために、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）あるいはＳｉ−Ｎ結合の割合が第１実施形態のものより低く、その結果、得られるセラミックスにおけるクラックの発生も緻密層より低い。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第４実施形態による樹脂部品としてのパイプ継ぎ手５０によれば、パイプ継ぎ手５０の樹脂成型体５１上にＳｉＯ２を主成分とする緻密層Ｄを形成したので、パイプ継ぎ手５０の内部、つまり燃料タンク１０の内部から外部への燃料蒸気の透過放散を防止することができる。また、この緻密層Ｄ上にＳｉＯ２を主成分とする柔軟層Ｆを形成したので、樹脂成型体５１と柔軟層Ｆとの熱膨張差や変形に起因するストレスを緩和することができ、柔軟層Ｆ表面におけるクラック等の発生を防止することができる。また、柔軟層Ｆの厚みを増加させることで、樹脂成型体５１および緻密層Ｄを保護することができる。
【００７２】
また、本発明の第４実施形態によるパイプ継ぎ手５０の製造方法によれば、緻密層Ｄを施す工程および緻密層Ｄ上に柔軟層Ｆを施す工程の両工程ともに、加熱処理時の雰囲気温度は８０〜１００℃であり、樹脂成型体５１の材質である高密度ポリエチレン樹脂の軟化点温度である１２０℃よりも低い。したがって、緻密層Ｄ形成工程および柔軟層Ｆ形成工程において樹脂成型体５１を変形させる、あるいは部分溶融させることがない。
【００７３】
また、本発明の第４実施形態によるパイプ継ぎ手５０によれば、一般的で安価な高密度ポリエチレン樹脂に容易な手段で緻密層Ｄおよび柔軟層Ｆを形成して燃料蒸気の透過を阻止可能な樹脂部品を形成するので、コスト上昇を抑えつつ、樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンク内から外部へ燃料ガスの透過、放散をすることを抑制可能な樹脂部品および樹脂部品が取り付けられた樹脂製の燃料タンクを提供することができる。
【００７４】
なお、以上説明した本発明の第１実施形態〜第４実施形態では、樹脂部品としてパイプ継ぎ手２０〜５０を適用しているが、発明の適用対象をパイプ継ぎ手に限る必要はなく、樹脂製の燃料タンクに取り付けられる他の種類の樹脂部品であればなんでもよい。たとえば、燃料タンク内に設置され燃料タンク内の燃料を外部へ送出するためのポンプモジュールを燃料タンクへ取り付けるためのフランジに適用してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０    燃料タンク
１０ａ    開口孔
１１    インナシェル
１２    アウタシェル
１３    バリア層
１４    接着層
１４ａ    上部接着層
１４ｂ    下部接着層
２０、３０、４０、５０    パイプ継ぎ手（樹脂部品）
２１、３１、４１、５１    樹脂成型体
２２、３２、４２、５２    筒部
２３、３３、４３、５３    ベース部
２４、３４、４４、５４    溶着部
２５、３５、４５、５５    垂下部
Ｄ    緻密層（シリカコーティング層）
Ｆ    柔軟層（シリカコーティング層）
【図１】
2011131650.tif 000003
【図２】
2011131650.tif 000004
【図３】
2011131650.tif 000005
【図４】
2011131650.tif 000006
【図５】
2011131650.tif 000007
【図６】
2011131650.tif 000008
【図７】
2011131650.tif 000009
【図８】
2011131650.tif 000010