(57)【要約】【課題】  燃料非透過性に優れ、耐薬品性が良好である燃料タンク用継手及びその製造方法を提供する。【解決手段】  この継手１０は、継手本体２０と、燃料タンク４０の開口部の穴４１周縁に溶着可能なフランジ状の接合部３０とを備える。継手本体２０は半芳香族ポリアミドからなり、その末端アミノ基量が４０μｅｑ／ｇ以上である。接合部３０は変性ポリオレフィンからなり、その密度が０．９３０〜０．９５０ｇ／ｃｍ３で、かつ、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に基づいて測定したメルトフローレートが０．０６〜３．０ｇ／１０分である。この継手１０は、接合部３０を一次成形後、半芳香族ポリアミドの融点より３０℃以上高く、かつ、半芳香族ポリアミドの熱分解温度以下の温度でインサート成形することによって製造される。【選択図】  図２
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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開口部に取付けられる燃料タンク用継手であって、継手本体と、該継手本体に接合され、前記燃料タンクの開口部周縁に溶着可能なフランジ状の接合部とを備え、
前記継手本体が、芳香族モノマー成分と脂肪族モノマー成分とを含む原料モノマーを重合させてなる半芳香族ポリアミドからなり、該半芳香族ポリアミドの末端アミノ基量が４０μｅｑ／ｇ以上であり、
前記接合部が変性ポリオレフィンからなり、該変性ポリオレフィンの密度が０．９３０〜０．９５０ｇ／ｃｍ３で、かつ、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に基づいて測定したメルトフローレートが０．０６〜３．０ｇ／１０分であることを特徴とする燃料タンク用継手。
【請求項２】
樹脂製の燃料タンクの開口部に取付けられ、継手本体と、該継手本体に接合され、前記燃料タンクの開口部周縁に溶着可能なフランジ状の接合部とを備える燃料タンク用継手の製造方法であって、
前記接合部を変性ポリオレフィンで１次成形した後、この接合部を前記継手本体の射出成形型内に設置して、前記継手本体を、芳香族モノマーと脂肪族モノマーとを含む原料モノマーを重合させてなる半芳香族ポリアミドでインサート成形し、
前記インサート成形を、前記半芳香族ポリアミドの融点より３０℃以上高く、かつ、前記半芳香族ポリアミドの熱分解温度以下の温度で行うことを特徴とする燃料タンク用継手の製造方法。
【請求項３】
前記継手本体の射出成形型を８０〜１２０℃に維持する請求項２に記載の燃料タンク用継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の樹脂燃料タンクの開口部に溶着によって取付け可能な、燃料タンク用継手及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の樹脂製の燃料タンクには、給油口に接続された給油管、エンジンに接続された供給管、キャニスタに接続された蒸気排出管などの各種の配管が、継手として燃料タンクの開口部に溶着によって接続されている。
【０００３】
近年、燃料タンクには燃料の非透過性が求められており、こうような燃料タンクは、一般に燃料の非透過性に優れたバリア樹脂層と高密度ポリエチレン層とを複合した多層構造をなしており、最外層は高密度ポリエチレン等からなっている。
【０００４】
一方、上記の継手の本体は、ポリアミド等からなるため、燃料タンクの最外層と継手本体とは直接熱溶着で接合することができない。したがって、燃料タンクの開口部周縁に溶着可能であって、継手本体と一体成形可能な接合部を有する継手部材を、あらかじめインサート成形等によって成形しておき、この接合部を燃料タンクと溶着することによって、燃料タンクと継手本体とを接合部を介して一体化することが行われている。
【０００５】
このような例として、下記の特許文献１には、表層部がポリエチレンから形成される燃料タンクの取付穴に、環状溶着部を介して燃料遮断弁のケース本体が装着され、ケース本体のフランジ部がポリアミドまたはポリアセタールから形成され、環状溶着部が極性官能基を添加した変性オレフィン系樹脂から形成されることが開示されている。
【０００６】
また、下記の特許文献２には、タンクに可撓性流体導管を結合させるための熱可塑性樹脂パイプ継ぎ手において、細長い管状第１の部材は導管とかみ合うための第１の端部と継ぎ手の第２の部材２とかみ合うための第２の端部を有し、第２の部材はタンクに取りつけられ、継ぎ手の第１の部材が補強用のポリアミドからなり、継ぎ手の第２の部材は非補強用の樹脂からなることが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−８９８１号公報
【特許文献２】特開平６−２７０７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、燃料タンク自体は、バリア樹脂層を有する多層構造とすることによって燃料非透過性を付与することが可能である。しかし、燃料の透過は、燃料タンク以外にも接続される継手の部分からも生じ、この継手部分からの燃料透過は無視できない量である。したがって、継手を含めた燃料タンク部材全体での燃料透過性を低下させるためには、継手部分からの燃料透過性も低下させることが必要となる。
【０００８】
しかし、上記の特許文献１においては、ケース本体のフランジ部がポリアミドまたはポリアセタールであり、継手部分からの燃料透過性については検討されていない。
【０００９】
また、上記の特許文献２においては、継手本体のポリアミドとしては脂肪族ポリアミドが例示されているが、脂肪族ポリアミドのうち、例えばナイロン１１、ナイロン１２等では、燃料非透過性、特にアルコールを含有する燃料の透過防止が不充分である。また、ナイロン６、ナイロン６６等では、凍結防止剤として使用される塩化カルシウム等の耐薬品性も劣る。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、樹脂製の燃料タンクの開口部に熱溶着によって取付けられる継手において、燃料非透過性に優れ、耐薬品性も良好である継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、樹脂製の燃料タンクの開口部に取付けられる燃料タンク用継手であって、継手本体と、該継手本体に接合され、前記燃料タンクの開口部周縁に溶着可能なフランジ状の接合部とを備え、
前記継手本体が、芳香族モノマー成分と脂肪族モノマー成分とを含む原料モノマーを重合させてなる半芳香族ポリアミドからなり、該半芳香族ポリアミドの末端アミノ基量が４０μｅｑ／ｇ以上であり、
前記接合部が変性ポリオレフィンからなり、該変性ポリオレフィンの密度が０．９３０〜０．９５０ｇ／ｃｍ３で、かつ、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に基づいて測定したメルトフローレートが０．０６〜３．０ｇ／１０分である燃料タンク用継手を提供するものである。
【００１２】
上記発明によれば、継手本体として半芳香族ポリアミドを用いたので、芳香環を含まない脂肪族ポリアミド単独に比べて、燃料非透過性を向上できる。
【００１３】
また、一部に脂肪族成分を含んでいるので、全芳香ポリアミドのように成形性が低下することがない。また、半芳香族ポリアミドの末端アミノ基量が４０μｅｑ／ｇ以上であるので、末端にアミノ基が残存しており、これによって、接合部の変性ポリオレフィンとの接着強度が向上する。
【００１４】
更に、接合部の変性ポリオレフィンの密度が０．９３０〜０．９５０ｇ／ｃｍ３で、かつ、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に基づいて測定したメルトフローレートが０．０６〜３．０ｇ／１０分であるので、接合部の成形性を維持して射出成形等を可能にしつつ、変性ポリオレフィンの密度を高めに設定して接合部の燃料透過性も低くできる。したがって、継手本体のみならず、接合部を介して透過する燃料も少なくすることができる。
【００１５】
本発明の第２は、樹脂製の燃料タンクの開口部に取付けられ、継手本体と、該継手本体に接合され、前記燃料タンクの開口部周縁に溶着可能なフランジ状の接合部とを備える燃料タンク用継手の製造方法であって、
前記接合部を変性ポリオレフィンで１次成形した後、この接合部を前記継手本体の射出成形型内に設置して、前記継手本体を、芳香族モノマーと脂肪族モノマーとを含む原料モノマーを重合させてなる半芳香族ポリアミドでインサート成形し、
前記インサート成形を、前記半芳香族ポリアミドの融点より３０℃以上高く、かつ、前記半芳香族ポリアミドの熱分解温度以下の温度で行うことを特徴とする燃料タンク用継手の製造方法を提供するものである。
【００１６】
上記発明によれば、インサート成形における二次成形を上記の温度範囲で行うことにより、半芳香族ポリアミドの溶融状態を長く維持し反応を促進させることで、継手本体と接合部との接着強度をより強固にすることができる。
【００１７】
本発明の第３は、前記第２の発明において、前記継手本体の射出成形型を８０〜１２０℃に維持する燃料タンク用継手の製造方法を提供するものである。
【００１８】
上記発明によれば、射出成形型を上記温度範囲に維持することで、半芳香族ポリアミドの急激な冷却固化を防止できるので、半芳香族ポリアミドの結晶性の低下を防止して継手本体と接合部との接着強度を更に強固にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の燃料タンク用継手及びその製造方法によれば、継手の成形性は維持しつつ、継手部分からの燃料非透過性に優れ、また、耐塩化カルシウム性も良好である継手を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１、２には、本発明の燃料タンク用継手の一実施形態が示されている。図１は燃料タンク用継手の斜視図、図２は同燃料タンク用継手が燃料タンクに接合された状態の断面図である。
【００２１】
図１、２に示すように、この燃料タンク用継手１０は、半芳香族ポリアミドからなる継手本体２０と、変性ポリオレフィンからなるフランジ状の接合部３０とがインサート成形により一体化されて接合されている。
【００２２】
継手本体２０の上面には、L字状に屈曲されて開口が側方に向いた管接続口２１が取付けられ、この管接続口２１の基部側には外方に延出されたフランジ部２２が形成されている。また、フランジ部２２の下面中央から管２３が延出されている。そして、フランジ部２２の下面には、変性ポリオレフィンからなるフランジ状の接合部３０がインサート成形により一体化されている。そして、図２に示すように、継手本体２０のフランジ部２２は、接合部３０を囲むように一体成形されている。
【００２３】
継手本体２０は、芳香族モノマー成分と脂肪族モノマー成分とを含む原料モノマーを重合させてなる半芳香族ポリアミドからなる。このように、本発明における半芳香族ポリアミドとは、構成モノマーの少なくとも１種が芳香族環を含むポリアミドであって、全芳香族ポリアミドを除くものである。
【００２４】
芳香族モノマーとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸や、ナフタレンジアミン、メタキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等が挙げられる。
【００２５】
脂肪族モノマーとしては、アジピン酸、ヘプタンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸や、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられる。
【００２６】
上記のうち、少なくとも１種の芳香族モノマーを含む、ジアミンとジカルボン酸とを重合することによって上記の半芳香族ポリアミドを得ることができる。なお、半芳香族ポリアミドはホモポリマーであってもよく共重合体であってもよい。
【００２７】
このようなジアミンとジカルボン酸との組み合わせは特に限定されないが、例えばテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンの組み合わせ（ＰＡ６Ｔナイロン）、テレフタル酸とノナメチレンジアミンの組み合わせ（ＰＡ９Ｔナイロン）、アジピン酸とメタキシリレンジアミン（ＭＸＤ６ナイロン）等の半芳香族ポリアミド樹脂が好ましく用いられる。なお、これらの樹脂は、ガラス繊維等で強化されていてもよい。
【００２８】
上記のうち、燃料透過性の点から、ＰＡ９Ｔナイロン、ＭＸＤ６ナイロンを用いることが好ましい。表１には、各種樹脂材料と燃料透過性との関係を示す。なお、表１の測定は、ＪＩＳ−Ｚ０２０８に従い、６０℃、カップ法で行った測定値である。また、表１における燃料のうち、Ｆｕｅｌ−Ｃはトルエン：イソオクタン＝１：１の混合物であり、ＣＭ１５はＦｕｅｌ−Ｃに対してメタノール１５％含有したアルコール含有燃料であり、Ｅ１０はＦｕｅｌ−Ｃに対してエタノール１０％含有したアルコール含有燃料である。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１より、ＰＡ９Ｔナイロン、ＭＸＤ６ナイロンの燃料透過性は、Ｆｕｅｌ−Ｃについてはそれぞれ０．１ｇ／ｍ２・ｄａｙ、０．８ｇ／ｍ２・ｄａｙと低く、アルコール含有燃料であるＥ１０においても、それぞれ１ｇ／ｍ２・ｄａｙ、０．７ｇ／ｍ２・ｄａｙと、従来のナイロン６、ナイロン１１に比べて低い値である。
【００３１】
また、上記のうち、接合部３０との接着強度の点からＭＸＤ６ナイロンを用いることがより好ましい。ＭＸＤ６ナイロンは、特に耐燃料性に優れ、長時間の燃料浸漬後においても変性ポリオレフィンとの接着強度を維持できる。
【００３２】
また、半芳香族ポリアミドの末端アミノ基量が４０μｅｑ／ｇ以上であることが必要である。末端アミノ基量が４０μｅｑ／ｇ未満の場合、末端に残存するアミノ基が少なくなり、接合部の変性ポリオレフィンとの接着強度が低下するので好ましくない。
【００３３】
次に、接合部３０としては変性ポリオレフィンを用いる。変性ポリオレフィンは、無極性のオレフィン系樹脂にグラフト重合等によって極性官能基を導入した樹脂である。これにより、燃料タンクの最外層であるポリオレフィン、及び、継手本体の半芳香族ポリアミドの双方への接着が可能となる。極性官能基としては、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、ハロゲン基、アクリル基等が導入可能で特に限定されないが、接着性の点からカルボキシル基等で酸変性されたポリオレフィンが好ましい。このような酸変性としては、具体的には、アクリル酸変性、メタクリル酸変性、マレイン酸変性、無水マレイン酸変性のポリオレフィンが例示できる。
【００３４】
変性ポリオレフィンの密度は０．９３０〜０．９５０ｇ／ｃｍ３であることが必要であり、０．９３５〜０．９５０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。なお、この密度はＪＩＳ−Ｋ７１１２によって測定される。
【００３５】
表２には、ポリエチレンの密度と燃料透過性との関係を示す。なお、表１の測定は、ＪＩＳ−Ｚ０２０８に従い、６０℃、カップ法で行った測定値であり、燃料として上記のＥ１０（トルエン：イソオクタン＝１：１の混合物に対してエタノール１０％含有）を用いた場合の測定値である。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２より、ポリエチレン密度が０．９３０ｇ／ｃｍ３未満であると、燃料透過性が５００ｇ・ｍｍ／ｄａｙ・ｍ２以上に増大するので好ましくない。また、密度が０．９５０ｇ／ｃｍ３を超えると成形性が低下するので好ましくない。
【００３８】
また、変性ポリオレフィンは、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に基づいて測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．０６〜３．０ｇ／１０分であることが必要であり、０．１〜２．５であることが好ましい。ＭＦＲが０．０６未満であると、成形性や溶着時の強度が低下する。また、ＭＦＲが３．０を超えると、耐ストレスクラッキング性が悪くなる。
【００３９】
上記のような密度及びＭＦＲを有する変性ポリオレフィンとしては、具体的には「モディックＨ５１１」（商品名、三菱化学株式会社製）、「ＤＫ４１００」（商品名、日本ポリオレフィン株式会社製）などが使用できる。
【００４０】
次に、この燃料タンク用継手１０の製造方法について説明する。まず、上記の変性ポリオレフィンを用いて接合部３０を一次成形する。成形方法は特に限定されず、従来公知の射出成形法等が利用できる。
【００４１】
その後、接合部３０を継手本体用の金型にセットして、二次成形としてインサート成形を行う。この場合、二次成形の温度条件は、半芳香族ポリアミドの融点より３０℃以上高く、かつ、前記半芳香族ポリアミドの熱分解温度以下の温度で行う。具体的には、半芳香族ポリアミドが上記のＰＡ９Ｔ（融点２９０℃）の場合には、３２０〜３４０℃が好ましく、３３０〜３４０℃がより好ましい。また、ＭＸＤ６の場合には、２７０〜３００℃が好ましく、２８０〜３００℃がより好ましい。
【００４２】
成形温度が半芳香族ポリアミドの融点＋３０℃未満の場合、半芳香族ポリアミドの溶融時間が短く、接合部３０との接着強度が不充分になる。また、初期の接着強度は得られるものの、耐燃料性が低下し、燃料浸漬後の接着強度が低下する。また、半芳香族ポリアミドの熱分解温度を超えるとポリアミドが分解を開始する。
【００４３】
また、２次成形の際の継手本体の射出成形型は８０〜１２０℃に維持することが好ましい。８０℃未満では半芳香族ポリアミドの冷却が速くなり、接合部３０との接着強度が不充分になるので好ましくない。また、１２０℃を超えると、接合部３０の軟化による変形等が生じるので好ましくない。
【００４４】
上記の製造方法により得られた燃料タンク用継手１０は、図２に示すように、燃料タンク４０の穴４１を通して管２３をタンク内に挿入しながら、穴４１を塞ぐように被せられ、接合部３０の下面を燃料タンク４０に溶着させることによって、燃料タンク４０に装着される。そして、管接続口２１には、例えば図示しない燃料返送管などが接続される。
【００４５】
なお、燃料タンク３０は、燃料非透過性の樹脂層（エチレン・ビニルアルコール共重合体など）と、溶着性に優れた樹脂層（高密度ポリエチレンなど）とを積層して構成され、最外層は接合部３０との溶着性に優れた高密度ポリエチレン等の層となっている。
【００４６】
そして、この継手１０によれば、上記のように継手本体２０、接合部３０共に燃料非透過性に優れるので、接合される継手部分からの燃料の透過を充分に抑制できる。また、継手本体２０と接合部３０との接着強度に優れ、特に燃料に長期間浸漬された場合においても、接着強度が低下することがない。
【実施例】
【００４７】
（実施例１、２）
以下の表３に示す成形材料を用い、インサート成形により実施例１、２の試験片を作成した。すなわち、一次成形として変性ポリオレフィンを、ＡＳＴＭ１号ダンベルの半分のサイズで成形して試験片を作成し、この一次成形品を金型内にインサートし、半芳香族ポリアミドを二次材として射出成形して、ＡＳＴＭ１号ダンベル相当の接着試験片を得た。なお、成形機としてはファナック１００Ｉを使用し、金型としてはＡＳＴＭ突き当て試験片金型を用いた。また、二次射出成形型は８０℃に維持した。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
実施例１では、半芳香族ポリアミドとしてＭＸＤ６（商品名：Ｒｅｎｙ１００２Ｈ、三菱エンプラ社製、熱分解温度３１０℃）、変性ポリオレフィンとして無水マレイン酸変性ポリエチレン（商品名：モディックＨ５１１、三菱化学社製）を用い、２次成形時の温度を２６０〜３００℃まで変化させて接着試験片を作成した。
【００５０】
また、実施例２では、半芳香族ポリアミドとしてＰＡ９Ｔ（クラレ社製）、変性ポリオレフィンとして無水マレイン酸変性ポリエチレン（商品名：ＤＫ４１００、日本ポリオレフィン社製、熱分解温度３５０℃）を用い、２次成形時の温度を３００〜３４０℃まで変化させて接着試験片を作成した。
【００５１】
（試験例）
実施例１、２の接着試験片について、引張り試験機による接着強度を測定した。接着強度は、Ａ）成形後初期、及び、Ｂ）レギュラーガソリンにエタノールを２０％添加した６０℃の燃料（以下Ｅ２０という）中に２００時間浸漬後、の２条件で測定した。引張り試験の条件は、温度２０℃、引張速度５０ｍｍ／分、チャック間距離１３０ｍｍで行った。その結果をまとめて表４、５に示す。
【００５２】
【表４】
2005193650.tif 000006
【００５３】
【表５】
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【００５４】
表４、５より、初期接着強度においては、ＭＸＤ６を用いた実施例１では成形温度２６０〜３００℃で充分な強度が得られており、ＰＡ９Ｔを用いた実施例２では３００〜３４０℃で充分な強度が得られていることがわかる。
【００５５】
しかし、Ｅ２０浸漬後においては、実施例２に比べて実施例１のほうが接着強度の低下が少なく、ＭＸＤ６を用いた実施例１のほうが接着強度の耐燃料浸漬性により優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、例えば自動車等の、樹脂製の燃料タンクの開口部に熱溶着によって取付けられる燃料タンク用継手として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の燃料タンク用継手の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同燃料タンク用継手が燃料タンクに接合された状態の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０：継手
２０：継手本体
２１：管接続口
２２：フランジ部
２３：管
３０：接合部
４０：燃料タンク
４１：穴
【図１】
2005193650.tif 000008
【図２】
2005193650.tif 000009