CN1660567A - 燃料容器 - Google Patents

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Abstract

一种具有多层结构的燃料容器，将被用作汽车上的燃料箱。这种燃料容器包括至少一个其主要成分是一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层，并且其主要成分是一种热塑性树脂的基础材料层被固定在该防止燃料渗透层上。在前述基础材料层中，至少一个基础材料层是一个阻隔功能基础材料层，其包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂。

Description

燃料容器
技术领域
本发明涉及对主要用作汽车上的燃料箱的燃料容器进行改进，并且尤其涉及具有多层结构并且由塑料或者树脂制成的燃料容器。
背景技术
汽车中的燃料箱通常由金属制成；但是，从重量轻、设计自由度高、耐腐蚀性好以及成本低的观点来看，燃料箱的材料正在向塑料转移。作为环境保护措施之一，在许多国家针对汽车燃料蒸发的规定变得越来越严格。因此，一般来说燃料箱具有一种多层结构，其包括一个用于防止燃料发生渗透的阻隔层。
作为前述类型的燃料箱，已经提出的一种燃料箱包括：一个由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)树脂制成的阻隔层，这种树脂具有针对包含有乙醇的混合燃料的优越防渗透性能，和两个基础材料层，它们被设置在所述阻隔层的相对侧面上，并且通过粘结层粘结在所述阻隔层上。此外，正如在日本临时专利公告No.6-24430中公开的那样，还已经提出了这样一种燃料箱，其中在一个阻隔层的相对表面上通过粘结层设置有两个聚烯烃层，每一个粘结层中均包含有一个不连续的薄层。
发明内容
前述燃料箱通过对一个具有多层结构的型坯进行吹塑模制制造而成。在吹塑模制过程中，具有多层结构的型坯的一部分被夹持在两个模具部分之间，来形成一个夹紧区域(a pinch-off area)。在该夹紧区域中，位于多层结构的中间位置的阻隔层会变成切断状态，从而使得在该夹紧区域处无法获得防止燃料渗透的性能。此外，各个其中包含有薄层的粘结层的厚度非常小，大约为50至300微米，因此这些粘结层也会如同所述阻隔层那样在夹紧区域中处于切断状态，由此使得难以在该夹紧区域处获得防止燃料渗透的性能。
为了在所述夹紧区域处获得防止燃料渗透的性能，已经提出了一种利用一个具有阻气功能的覆盖层将所述夹紧区域中的上表面(外表面)包覆起来的方法，一种利用具有阻气功能的树脂对所述夹紧区域中的上表面进行涂布的方法，以及一种用于在形成燃料箱内表面的最内层处设置一种由聚乙烯和尼龙组成的合成树脂的方法。
但是，利用所述使用了覆盖层或者涂布树脂的的方法，会存在降低作为塑料制燃料箱的优点的设计自由度的担心。利用所述在最内层处设置合成树脂的方法，当在燃料箱生产过程中产生的多余或者过剩材料进行揉捏以便在生产过程中回收利用时，EVOH树脂中的羟基团和尼龙中的氨基团会相互反应而发生凝胶化，并且通过在一个用于具有高熔点的尼龙所需的高温下进行揉捏，EVOH树脂会退化，由此产生降低所回收材料的物理性能的担心。此外，所有前述方法均会增加燃料箱的生产成本。
因此，本发明的一个目的在于提供一种经过改进的燃料容器，其可以有效地克服在具有多层结构的常规燃料容器或者箱所遇到的缺点。
本发明的另外一个目的在于提供一种经过改进的燃料容器，其具有足够的防止燃料渗透性能，以满足用于燃料排放控制的严格规定。
本发明的再一个目的在于提供一种经过改进的燃料容器，其可以具有一个足够的燃料渗透阻断作用，甚至在吹塑模制过程中形成的夹紧区域处也是如此，却不会损害塑料制燃料容器的任何优点。
本发明的一个方面在于一种具有多层结构的燃料容器，包括至少一个其主要成分是一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层。此外，至少一个其主要成分是一种热塑性树脂的基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上。所述至少一个基础材料层中的至少一层包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂，来形成一个阻隔功能基础材料层。第二阻隔功能树脂在所述热塑性树脂中薄层状散布。
本发明的另外一个方面在于一种具有多层结构的燃料容器，包括至少一个其主要成分是一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层。至少一个主要成分是一种热塑性树脂的基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上。此外，至少一个其主要成分为热塑性树脂的阻隔功能基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上。所述阻隔功能基础材料层包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂。第二阻隔功能树脂在所述至少一个阻隔功能基础材料层中的热塑性树脂内薄层状杉布。
本发明的再一个方面在于一种用于制造具有多层结构的燃料容器的方法。该方法包括：(a)挤出一个型坯，该型坯具有一种多层结构，并且包括至少一个其主要成分为一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层，和至少一个其主要成分为一种热塑性树脂的基础材料层，所述至少一个基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上，所述至少一个基础材料层中的至少一层包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂，来形成一个阻隔功能基础材料层，第二阻隔功能树脂在所述热塑性树脂中薄层状杉布；(b)将所述型坯置于一个吹制模具中，以便形成一个夹紧区域；和(c)利用高压空气使得所述型坯在吹制模具中膨胀。
附图说明
在下面的附图中，相同的附图标记指代的是相同部件和构件，其中：
图1是一个根据本发明的燃料容器第一实施例的局部剖视图，示出了一个五层结构；
图2是一个根据本发明的燃料容器第二实施例的局部剖视图，示出了一个六层结构；
图3是一个根据本发明的燃料容器第三实施例的局部剖视图，示出了一个五层结构；
图4是一个根据本发明的燃料容器第四实施例的局部剖视图，示出了一个六层结构；
图5是一个局部剖视图，示出了一个在图1中所示燃料容器的吹塑模制过程中形成的夹紧区域；而
图6是一个局部剖视图，示出了图3中所示燃料容器得一部分，该部分被制成带有一个用于安装部件的开口。
具体实施方式
根据本发明，一个具有多层结构的燃料容器包括至少一个其主要成分为一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层。此外，至少一个其主要成分为一种热塑性树脂的基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上。所述至少一个基础材料层中的至少一层包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂，来形成一个阻隔功能基础材料层。第二阻隔功能树脂在所述热塑性树脂中薄层状散布。
下面参照图1，示出了一个根据本发明的燃料容器第一实施例的局部剖面。在图1中，右侧对应于燃料容器的外侧。该燃料容器包括其主要成分是一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层11。粘结层12、14被设置在防止燃料渗透层11的相对侧面上，并且粘附在该防止燃料渗透层11上。粘结层14被设置在防止燃料渗透层11的外侧。基础材料层18被设置在粘结层14的外侧，并且粘附在该粘结层14上。基础材料层18的主要成分是热塑性树脂。阻隔功能基础材料层17被设置在粘结层12的内侧，并且粘附在该粘结层12上。前述“主要成分”意味着一种质量百分比(重量百分比)等于或者高于50％的成分。
优选的是，作为防止燃料渗透层11的主要成分的第一阻隔功能树脂是乙烯醇树脂和/或乙烯醇基共聚树脂，它们针对包含有乙醇的可渗透燃料具有优越的阻隔性能。尤其是，可以利用聚乙烯醇树脂(下文中被称作“PVOH”)、乙烯-乙烯醇共聚树脂(称作“EVOH”)和/或PVOH与EVOH的混合物显现出足够的阻隔性能。
基础材料层18和阻隔功能基础材料层17用于保持所述燃料容器的强度，比如耐冲击性。从耐冲击性、实用性以及成本的观点来看，作为基础材料层18和阻隔功能基础材料层17的主要成分的热塑性树脂最好是烯烃树脂，更为优选的是聚乙烯树脂。
阻隔功能基础材料层17包含有一种第二阻隔功能树脂，该第二阻隔功能树脂在阻隔功能基础材料17中的基质或者热塑性树脂内薄层状分布。第二阻隔功能树脂与作为防止燃料渗透层11的主要成分的第一阻隔功能树脂同类。因此，第二阻隔功能树脂最好是乙烯醇树脂或者乙烯醇基共聚树脂，更为优选的是聚乙烯醇树脂(PVOH)、乙烯-乙烯醇共聚树脂(EVOH)和/或PVOH与EVOH的混合物。
薄层状第二阻隔功能树脂具有最好不少于5毫米的最大长度(或者最长部分的尺寸)，更为优选的是不低于10毫米，和最好不低于10微米的最大厚度(或者最厚部分的尺寸)，更为优选的是不低于15微米。优选的是阻隔功能基础材料层17包含有2％至12％质量百分比(重量百分比)的第二阻隔功能树脂。
下面将针对用于设定第二阻隔功能树脂的前述最大长度和厚度的原因进行讨论。如果第二阻隔功能树脂的最大长度低于5毫米，那么针对可渗透燃料的阻断性能有可能根据该第二阻隔功能树脂在阻隔功能基础材料层17中的含量和类似因素而下降。通过将最大长度设置在一个不低于5毫米的值，能够更为可靠地获得针对可渗透燃料的阻断性能。如果最大厚度低于10微米，那么针对可渗透燃料的阻断性能有可能根据该第二阻隔功能树脂的含量和类似因素而下降。通过将最大厚度设定在一个不低于10微米的值，可以更为可靠地获得针对可渗透燃料的阻断性能。
下面将对用于设定第二阻隔功能树脂的前述含量的原因进行讨论。如果第二阻隔功能树脂的含量低于2％的质量百分比，那么针对可渗透燃料的阻断性能有可能下降。如果含量超过了12％的质量百分比，那么阻隔功能基础材料层17的强度有可能不足。因此，通过将第二阻隔功能树脂的含量设定在一个2％至12％质量百分比的值，可以可靠地获得针对可渗透燃料的阻断性能和阻隔功能基础材料层17的强度。第二阻隔功能树脂的含量更为优选的是3％至10％的质量百分比，最为优选的是3％至7％的质量百分比。
通过对一种多层型坯进行吹塑模制来生产前述燃料容器。更具体地说，利用一个挤压机挤出所述型坯，其中这种型坯具有防止燃料渗透层11，两个粘结层12、14，基础材料层18和阻隔功能基础材料层17。接着，所述型坯被放置在一个打开的吹制模具的两个部分之间，并且随后将吹制模具闭合，接着利用高压空气使得所述型坯在吹制模具内部发生膨胀，从而将所述型坯制成一个特定形状。在此，在前述吹塑模制的过程中，当型坯被置于吹制模具的两个部分之间来成形夹紧区域时，其中各个夹紧区域均由吹制模具的两个部分上的相应部分夹持住，位于五个层17、12、11、14、18的中间位置处的防止燃料渗透层11会变成一种切断状态，以便形成如图5中示出的间隙。但是，具有防止燃料渗透功能的薄层状第二阻隔功能树脂被分布在防止燃料渗透层11中，并且因此所述燃料容器可以在第二阻隔功能树脂的作用下环绕所述夹紧区域有效地防止燃料渗透现象。
由此，所述燃料容器可以在包含有第二阻隔功能树脂的阻隔功能基础材料17的作用下环绕所述夹紧区域获得针对燃料渗透的阻断性能，却不会损害塑料制燃料容器的优点。此外，借助于防止燃料渗透层11和阻隔功能基础材料层17，可以进一步改善贯穿整个燃料容器的针对燃料渗透的阻断性能。还有，由于EVOH树脂和/或PVOH树脂被用作第二阻隔功能树脂，所以所述燃料容器不仅非常适用于在灌装常规汽油的情况下防止燃料渗透现象，而且非常适用于在灌装混合有乙醇的汽油的情况下防止燃料渗透现象。
一般来说，当汽车上的燃料容器被吹塑模制而成时，在该燃料容器吹塑模制过程中形成的多余或者过剩材料(从吹塑模制成的燃料容器上分离下来的多余型坯)会达到该燃料容器或者箱重量的30％至50％。因此，需要在吹塑模制工艺中对多余材料进行回收利用。就此而言，燃料容器具有主要成分相同的基础材料层18和阻隔功能基础材料层17，并且包含在阻隔功能基础材料17中的第二阻隔功能树脂与作为防止燃料渗透层11的主要成分的第一阻隔功能树脂同类。因此，可以防止当树脂发生熔融并且在挤压机中进行揉捏时发生化学反应，并且由此不会出现所回收材料的物理性能下降的问题，使得能够稳定地回收在吹塑模制过程中形成的残余材料。
在所述燃料容器的吹塑模制过程中，EVOH树脂和/或PVOH树脂被以一种干混合状态混合在阻隔功能基础材料层17的主要成分中，或者仅通过更换挤压机中的螺杆来成形阻隔功能基础材料层17。因此，可以使用现有的用于燃料容器的生产设备，由此能够在不太昂贵的设施投资条件下制造出超低燃料可渗透性的燃料容器。
由于所述燃料容器具有一个是如图1中所示基础材料层18的最外侧，当从外部向该最外层施加冲击时，可以防止该最外层发生破裂。此外，在诸如导管和连接件这样的塑料部件被焊接在所述最外层的外表面上时，可以获得所述塑料部件的稳定可焊性。
图2示出了一个根据本发明的燃料容器第二实施例的局部剖面，该第二实施例类似于第一实施例。在本第二实施例中，燃料容器包括其主要成分为第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层11。粘结层12、14被设置在防止燃料渗透层11的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层11上。粘结层14被设置在防止燃料渗透层11的外侧。包含有薄层状散布的第二阻隔功能树脂的阻隔功能基础材料层17，被设置在粘结层14的外侧，并且粘结在该粘结层14上。基础材料层18被设置在阻隔功能基础材料层17的外侧，并且粘结在该阻隔功能基础材料层17上。另外一个基础材料层18被设置在粘结层12的内侧，并且粘结在该粘结层12上。由此，本实施例中的燃料容器具有一种六层结构。
利用本实施例中的燃料容器，可以获得与第一实施例中的燃料容器相同的有益效果。此外，由于最外层是基础材料层18，所以当从外部向该最外层施加冲击时，可以防止该最外层发生破裂。还有，可以获得塑料部件在所述最外层的外表面上的稳定可焊性。
图3示出了一个根据本发明的燃料容器第三实施例的局部剖面，该第三实施例类似于第一实施例。在本第三实施例中，燃料容器包括其主要成分为第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层11。粘结层12、14被设置在防止燃料渗透层11的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层11上。粘结层14被设置在防止燃料渗透层11的外侧，并且粘结在该防止燃料渗透层11上。包含有薄层状散布的第二阻隔功能树脂的阻隔功能基础材料层17，被设置在粘结层14的外侧，并且粘结在该粘结层14上。基础材料层18被设置在粘结层12的内侧，并且粘结在该粘结层12上。由此，本实施例中的燃料容器具有一种五层结构。
利用本实施例中的燃料容器，类似于前述实施例，在确保贯穿整个燃料容器具有针对燃料渗透的阻断性能的同时，环绕在吹塑模制过程中形成的夹紧区域有效地获得针对燃料渗透的阻断性能。此外，由于最外层是基础材料层18，所以当从外部施加冲击时，可以防止该最外层发生破裂。
在所述燃料容器被用作汽车上的燃料箱的情况下，所述燃料容器被制成带有一个如图6中示出的开口A，以便安装一个诸如泵、导管或者连接件这样的部件P。在此，如果所述燃料容器具有在图3中示出的结构，其中阻隔功能基础材料层17被设置在防止燃料渗透层11的外侧，尽管可渗透燃料会穿过形成开口A的壁面(燃料容器上的壁面)，仍旧可以借助于散布在阻隔功能基础材料17中的第二阻隔功能树脂有效地抑制可渗透燃料渗透至燃料容器的外部。
图4示出了一个根据本发明的燃料容器第四实施例的局部剖面，该第四实施例类似于第一实施例。在本第四实施例中，燃料容器包括其主要成分为第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层11。粘结层12、14被设置在防止燃料渗透层11的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层11上。粘结层14被设置在防止燃料渗透层11的外侧，并且粘结在该防止燃料渗透层11上。包含有薄层状散布的第二阻隔功能树脂的阻隔功能基础材料层17，被设置在粘结层14的外侧，并且粘结在该粘结层14上。基础材料层18被设置在阻隔功能基础材料层17的外侧，并且粘结在该阻隔功能基础材料层17上。另外一个包含有薄层状散布的第二阻隔功能树脂的阻隔功能基础材料层17，被设置在粘结层12的内侧，并且粘结在该粘结层12上。由此，本实施例中的燃料容器具有一种六层结构。
利用本实施例中的燃料容器，由于设置有两个阻隔功能基础材料层17、17，所以可以在贯穿整个燃料容器改善针对燃料渗透的阻断性能的同时，进一步改善环绕在吹塑模制过程中形成的夹紧区域的针对燃料渗透的阻断性能。此外，由于最外层是基础材料层18，所以当从外部施加冲击时，可以防止该最外层发生破裂，同时改善了塑料部件在所述燃料容器上的可焊性。
尽管已经在图1至4中图示和描述了根据本发明的燃料容器的基本构造示例，但是将会明白的是，可以在燃料容器上应用除这些基本构造之外的构造，其中构成燃料容器的层的数目、厚度以及配置可以根据燃料容器的所需燃料阻隔性能和耐冲击性自由地加以选择。
示例
通过将下列示例与对比示例进行比较，将更为容易地理解本发明；但是，这些示例用于例证本发明，并非用于限制本发明的范围。
示例1
通过吹塑模制制造出一种具有如图1中所示层状结构的燃料容器。这种燃料容器包括一个其主要成分为EVOH树脂的防止燃料渗透层，其中所述EVOH树脂可以从Kuraray有限公司获得，商标名称为Eval F101B。第一和第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层上。这些粘结层由从日本Polyethylene公司获得的酐改性聚乙烯制成，商标名称为FT61AR3。第一粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的外侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个作为最外层的基础材料层被设置在所述第一粘结层的外侧，并且粘结在该第一粘结层上。所述基础材料层由从日本Polyethylene公司获得的高密度聚乙烯制成，商标名称为KBY47C。一个作为最内层的阻隔功能基础材料层被设置在所述第二粘结层的内侧，并且粘结在该第二粘结层上。所述阻隔功能基础材料包含有作为主要材料的高密封聚乙烯，和8.0％质量百分比的阻隔功能树脂混合物，其中包含4.0％质量百分比的薄层状阻隔功能树脂(PVOH树脂)以及4.0％质量百分比的分散剂(用于所述阻隔功能树脂)和类似物质，从而使得薄层状阻隔功能树脂分散在所述主要成分中。所述阻隔功能树脂混合物可以从DuPont获得，商标名称为RB425，其中薄层状阻隔功能树脂的最大长度不低于5毫米，并且最大厚度不低于10微米。
所述阻隔功能基础材料层的厚度为2.0毫米。所述第二粘结层的厚度为0.1毫米。所述防止燃料渗透层的厚度为0.1毫米。所述第一粘结层的厚度为0.1毫米。所述基础材料层的厚度为3.7毫米。所制得燃料容器的厚度为6.0毫米，容积为60升，并且具有一种五层结构。
示例2
通过吹塑模制制造出一种具有如图2中所示层状结构的燃料容器。这种燃料容器包括一个防止燃料渗透层。第一和第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层上。第一粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的外侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个阻隔功能基础材料层被设置在所述第一粘结层的外侧，并且粘结在该第一粘结层上。一个作为最外层的第一基础材料层被设置在所述阻隔功能基础材料层的外侧，并且粘结在该阻隔功能基础材料层上。第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的内侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个作为最内层的第二基础材料层被设置在所述第二粘结层的内侧，并且粘结在该第二粘结层上。
所述阻隔功能基础材料层、第一和第二粘结层、防止燃料渗透层以及基础材料层分别与示例1中的对应层由相同材料制成。
所述第二基础材料层的厚度为2.0毫米。所述第二粘结层的厚度为0.1毫米。所述防止燃料渗透层的厚度为0.1毫米。所述第一粘结层的厚度为0.1毫米。所述阻隔功能基础材料层的厚度为2.7毫米。所述第一基础材料层的厚度为1.0毫米。所制得燃料容器的厚度为6.0毫米，容积为60升，并且具有一种六层结构。
示例3
通过吹塑模制制造出一种具有如图3中所示层状结构的燃料容器。这种燃料容器包括一个防止燃料渗透层。第一和第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层上。第一粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的外侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个作为最外层的阻隔功能基础材料层被设置在所述阻隔功能基础材料层的外侧，并且粘结在该阻隔功能基础材料层上。第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的内侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个作为最内层的第二基础材料层被设置在所述第二粘结层的内侧，并且粘结在该第二粘结层上。
所述阻隔功能基础材料层、第一和第二粘结层、防止燃料渗透层以及基础材料层分别与示例1中的对应层由相同材料制成。
所述基础材料层的厚度为2.0毫米。所述第二粘结层的厚度为0.1毫米。所述防止燃料渗透层的厚度为0.1毫米。所述第一粘结层的厚度为0.1毫米。所述阻隔功能基础材料层的厚度为3.7毫米。所制得燃料容器的厚度为6.0毫米，容积为60升，并且具有一种五层结构。
示例4
通过吹塑模制制造出一种具有如图4中所示层状结构的燃料容器。这种燃料容器包括一个防止燃料渗透层。第一和第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层上。第一粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的外侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个第一阻隔功能基础材料层被设置在所述第一粘结层的外侧，并且粘结在该第一粘结层上。一个作为最外层的基础材料层被设置在所述第一阻隔功能基础材料层的外侧，并且粘结在该第一阻隔功能基础材料层上。第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的内侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个作为最内层的第二阻隔功能基础材料层被设置在所述第二粘结层的内侧，并且粘结在该第二粘结层上。
所述阻隔功能基础材料层、第一和第二粘结层、防止燃料渗透层以及基础材料层分别与示例1中的对应层由相同材料制成。
所述第二阻隔功能基础材料层的厚度为2.0毫米。所述第二粘结层的厚度为0.1毫米。所述防止燃料渗透层的厚度为0.1毫米。所述第一粘结层的厚度为0.1毫米。所述第一阻隔功能基础材料层的厚度为2.7毫米。所述基础材料层的厚度为1.0毫米。所制得燃料容器的厚度为6.0毫米，容积为60升，并且具有一种六层结构。
示例5
重复示例2中的工艺来通过吹塑模制制造出本示例中的燃料容器，这种燃料容器具有如图2中所示的层状结构，只是所述阻隔功能基础材料包含有4.0％质量百分比的阻隔功能树脂混合物，其中包含2.0％质量百分比的薄层状阻隔功能树脂(PVOH树脂)以及2.0％质量百分比的分散剂和类似物质。
示例6
重复示例2中的工艺来通过吹塑模制制造出本示例中的燃料容器，这种燃料容器具有如图2中所示的层状结构，只是所述阻隔功能基础材料包含有12.0％质量百分比的薄层状阻隔功能树脂(PVOH树脂)以及12.0％质量百分比的分散剂和类似物质。
示例7
重复示例2中的工艺来通过吹塑模制制造出本示例中的燃料容器，这种燃料容器具有如图2中所示的层状结构，只是包含在所述阻隔功能基础材料中的薄层状阻隔功能树脂(PVOH)的最大长度为3毫米(最大值)。
示例8
重复示例2中的工艺来通过吹塑模制制造出本示例中的燃料容器，这种燃料容器具有如图2中所示的层状结构，只是包含在所述阻隔功能基础材料中的薄层状阻隔功能树脂(PVOH)的最大厚度为5微米(最大值)。
对比示例1
通过吹塑模制制造出一种燃料容器。这种燃料容器包括一个防止燃料渗透层。第一和第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的相对侧面上，并且粘结在该防止燃料渗透层上。第一粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的外侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个作为最外层的第一基础材料层被设置在所述第一粘结层的外侧，并且粘结在该第一粘结层上。第二粘结层被设置在所述防止燃料渗透层的内侧，并且粘结在该防止燃料渗透层上。一个作为最内层的第二基础材料层被设置在所述第二粘结层的内侧，并且粘结在该第二粘结层上。
所述第一和第二粘结层、防止燃料渗透层以及基础材料层分别与示例1中的对应层由相同材料制成。
所述第二基础材料层的厚度为2.0毫米。所述第二粘结层的厚度为0.1毫米。所述防止燃料渗透层的厚度为0.1毫米。所述第一粘结层的厚度为0.1毫米。所述第一基础材料层的厚度为3.7毫米。所制得燃料容器的厚度为6.0毫米，容积为60升，并且具有一种六层结构，不包括本发明中的阻隔功能基础材料层。
对比示例2
重复示例2中的工艺来通过吹塑模制制造出本示例中的燃料容器，这种燃料容器具有如图2中所示的层状结构，只是所述阻隔功能基础材料包含有1.0％质量百分比的薄层状阻隔功能树脂(PVOH树脂)以及1.0％质量百分比的分散剂和类似物质。
对比示例3
重复示例2中的工艺来通过吹塑模制制造出本示例中的燃料容器，这种燃料容器具有如图2中所示的层状结构，只是所述阻隔功能基础材料包含有15.0％质量百分比的薄层状阻隔功能树脂(PVOH树脂)以及15.0％质量百分比的分散剂和类似物质。
对比示例4
重复示例2中的工艺来通过吹塑模制制造出本示例中的燃料容器，这种燃料容器具有如图2中所示的层状结构，只是所述阻隔功能基础材料中的薄层状阻隔功能树脂可以从DuPont获得，商标名称为RB901。所述阻隔功能基础材料包含有4.0％质量百分比的薄层状阻隔功能树脂以及4.0％质量百分比的分散剂和类似物质。
评估测试
为了对前述示例和对比示例中的燃料容器的性能进行评估，引入了用于评估防止燃料渗透性能、低温耐冲击性测试以及多余材料回收性能的测试。
防止燃料渗透性能
向通过吹塑模制制造出并且容积为60升的燃料容器中灌装一种燃料，并且容许在40℃的环境中静置，其中每隔500小时对燃料渗透量(将从燃料容器排出的燃料量)进行测定，直至燃料渗透量达到饱和。这种测定通过使用可以从JAPS公司获得的VT-SHED(VariableTemperature-Sealed Housing for Evaporative Emissions)来实现。用作本测定操作中的燃料是一种由Indolene与乙醇形成的混合物，其中以Indolene为基础，乙醇所占的量为10％体积百分比。Indolene是一种由美国EPA(环境保护机构)认可的标准试验燃料。
低温耐冲击性
从一个通过吹塑模制制造出的燃料容器的平整壁部上裁切下一个6毫米厚、65毫米长、65毫米宽的试样。利用一台可以从Shimadzu公司获得的高速表面冲击测试机来对试样进行高速表面冲击测试。这种高速表面冲击测试按照ASTM D3763在这样一种条件下进行，即环境温度为-40℃；飞镖的直径为1/2英寸；并且飞镖的速度为11.1米/秒，由此测定出用于对耐冲击性进行评估的冲击能量。
多余材料回收性能
(a)所回收多余材料的耐冲击性
对通过吹塑模制制造出的燃料容器进行研磨和重新造粒，来形成小的颗粒。对由此形成的小颗粒进行热压制来制造出3毫米厚、65毫米长、65毫米宽的试样。利用一台可以从Shimadzu公司获得的高速表面冲击测试机来对试样进行高速表面冲击测试。这种高速表面冲击测试按照ASTM D3763在这样一种条件下进行，即环境温度为-40℃；飞镖的直径为1/2英寸；并且飞镖的速度为11.1米/秒，由此测定出用于对耐冲击性进行评估的冲击能量。
(b)所回收多余材料的揉捏稳定性
为了评估所回收多余材料的揉捏稳定性，在大气温度为230℃的环境中持续一个小时于实验室塑粒研磨机(a laboratory plastomill)中对研磨后的燃料容器进行揉捏，来测定出所述塑粒研磨机的扭矩变化。
前述评估测试的结果在表1中示出。针对燃料容器的防止燃料渗透性能和低温耐冲击性以及所回收多余材料的耐冲击性而言，对比示例1中的数值被作为标准值，其中那些与标准值相比优越的数值由“A”指示；那些与标准值大体等于的数值由“B”指示；而那些与标准值相比较差的数值由“C”指示。针对所回收多余材料的揉捏稳定性而言，如果从第一时间点(开始进行揉捏之后5分钟)至第二时间点(开始进行揉捏之后60分钟)的扭矩变化落入±20％之内，那么将评估出这种揉捏稳定性是足够的，并且由“A”指示。如果扭矩变化没有落入±20％之内，那么将评估出这种揉捏稳定性是不足的，并且由“B”指示。针对总体评估而言，如果试样的防止燃料渗透作用是阻隔的，那么由“A”指示。
表1
试样 燃料容器的防止燃料渗透性能 燃料容器的低温耐冲击性 所回收多余材料的耐冲击性 所回收多余材料的揉捏稳定性 总体评估
  示例1     A     B     B     A     A
  示例2     A     B     B     A     A
  示例3     A     B     B     A     A
  示例4     A     B     B     A     A
  示例5     A     B     B     A     A
  示例6     A     B     B     A     A
  示例7     A     B     B     A     A
  示例8     A     B     B     A     A
对比示例1     标准值     标准值     标准值     A   标准值
对比示例2 B B B A  防止燃料渗透作用不足
对比示例3     A     C     C     A  耐冲击性不足
对比示例4 - - - 出现扭矩过大现象  难以回收多余材料
正如从表1中的评估结果可以明白的那样，与对比示例1中的燃料容器相比，示例1至8中的燃料容器在防止燃料渗透性能方面是优越的，同时满足了燃料容器的所需低温耐冲击性和多余材料回收性能。示例7中使用了具有最大长度为3毫米的薄层状树脂的燃料容器和示例8中使用了最大厚度为5微米的薄层状阻隔功能树脂的燃料容器，在防止燃料渗透性能方面略微较低，但是与示例1至6中使用了最大长度不低于5毫米并且最大厚度不低于10微米的薄层状阻隔功能树脂的燃料容器相比，改善了多余材料回收性能。
层状结构相同的示例2、5、6和对比示例2的测试结果表明，如果PVOH树脂的含量不超过1.0％质量百分比，那么将无法获得防止燃料渗透作用，同时如果PVOH树脂的含量不低于15.0％质量百分比，那么燃料容器的耐冲击性和所回收多余材料的物理性能会降低。此外，尤其从示例5和6将会明白的是，PVOH树脂的合适含量范围为不低于2.0％质量百分比并且不高于12.0％质量百分比。
还有，从示例2和对比示例4的测试结果可以确认，在阻隔功能基础材料层中的阻隔功能树脂为乙烯醇基树脂(PVOH树脂和/或EVOH树脂)的情况下，实验室塑粒研磨机的扭矩在揉捏稳定性测试中保持稳定，由此不会在多余材料回收工艺中的熔融和揉捏方面产生任何问题，其中所述乙烯醇基树脂与作为防止燃料渗透层的主要成分的EVOH树脂同类。相反，在阻隔功能基础材料层中的阻隔功能树脂是尼龙基树脂时，会在揉捏稳定性测试中发生扭矩改变，由此使得对树脂的挤压不稳定。
尽管已经参照示例对根据本发明的燃料容器进行了图示和描述，但是将会明白的是，根据本发明的燃料容器的构造并不局限于这些示例，因此可以在本发明的范围内进行多种改变。例如，从材料的观点来看，为了改善阻隔功能基础材料层的阻隔功能，可以以这样的量将与第一和第二阻隔功能树脂不同并且不会与它们发生反应的阻隔功能树脂与第二阻隔功能树脂混合起来，即这种不同阻隔功能树脂与第二阻隔功能树脂的总量位于第二阻隔功能树脂的优选范围之内。
此外，可以将一种弹性体成分添加到所述阻隔功能基础材料层中，以便改善燃料容器的耐冲击性。此外，为了控制燃料容器的阻隔性能，可以适当地向所述阻隔功能基础材料中添加一种用于PVOH树脂和/或EVOH树脂的分散剂。此外，如果需要，可以向所述阻隔功能基础材料中添加一种热稳定剂、抗氧化剂和/或加工助剂。
正如从前述内容中明白的那样，根据本发明，即使在具有多层结构的型坯吹塑模制过程中防止燃料渗透层在夹紧区域处被切断，其中所述多层结构包括基础材料层、阻隔功能基础材料层以及防止燃料渗透层，也可以借助于分布在阻隔功能基础材料中的热塑性树脂内的第二阻隔功能树脂，环绕所述夹紧区域获得针对燃料渗透的阻隔性能，同时在防止燃料渗透层和阻隔功能基础材料层的作用下，改善燃料容器的总体防止燃料渗透性能。由此，无需在所述夹紧区域处成形一个覆盖物或者树脂涂层，并且由此可以有效地实现防止燃料渗透性能的改善，却不会损害塑料制燃料容器的任何优点，比如重量轻、设计自由度高、耐腐蚀性好以及成本低。此外，在所述燃料容器中，基础材料层和阻隔功能基础材料层的主要成分相同，并且第二阻隔功能树脂与第一阻隔功能树脂同类。因此，防止了当在燃料箱制造工艺中产生的多余或者过剩材料被揉捏以便在制造工艺中回收使用时发生化学反应，由此不会存在降低所回收材料的物理性能的担心。由此，可以可靠地轻易实现对多余材料进行回收。
通过引用，于2004年2月27日提交的日本专利申请No.2004-053531中的全部内容被结合入本发明。
尽管已经参照本发明的特定实施例和示例对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于前述的实施例和示例。对于本技术领域中那些熟练人员来说，在前述教导的启示下，可以对前述实施例和示例进行改进和变型。本发明的范围参照所附权利要求加以限定。

Claims (13)

1.一种具有多层结构的燃料容器，包括：
至少一个其主要成分是一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层；
至少一个其主要成分是一种热塑性树脂的基础材料层，该至少一个基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上，该至少一个基础材料层中的至少一层包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂，来形成一个阻隔功能基础材料层，第二阻隔功能树脂在所述热塑性树脂中薄层状散布。
2.一种具有多层结构的燃料容器，包括：
至少一个其主要成分是一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层；
至少一个其主要成分是一种热塑性树脂的基础材料层，该至少一个基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上；以及
至少一个其主要成分是一种热塑性树脂的阻隔功能基础材料层，该至少一个阻隔功能基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上，该阻隔功能基础材料层包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂，第二阻隔功能树脂在该至少一个阻隔功能基础材料层中的热塑性树脂内薄层状散布。
3.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，所述阻隔功能基础材料层被设置在所述防止燃料渗透层的外侧。
4.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，所述阻隔功能基础材料层被设置在所述防止燃料渗透层的内侧。
5.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，所述基础材料层用作该燃料容器的最内侧。
6.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，所述基础材料层用作该燃料容器的最外侧。
7.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，作为所述基础材料层的主要成分的热塑性树脂是烯烃树脂，所述第一和第二阻隔功能树脂中的每一种为乙烯醇树脂和乙烯醇基共聚树脂中的至少一种。
8.如权利要求7中所述的燃料容器，其特征在于，作为所述基础材料层的主要成分的烯烃树脂是聚乙烯，所述第一和第二阻隔功能树脂中的每一种为下述物质中的至少一种：乙烯-乙烯醇共聚树脂、聚乙烯醇树脂以及乙烯-乙烯醇共聚物与聚乙烯醇树脂的混合物。
9.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，所述薄层状第二阻隔功能树脂具有不低于5毫米的最大长度。
10.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，所述薄层状第二阻隔功能树脂具有不低于10微米的最大厚度。
11.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，所述阻隔功能基础材料层包含有含量为2％至12％质量百分比的第二阻隔功能树脂。
12.如权利要求2中所述的燃料容器，其特征在于，该燃料容器通过对一个具有多层结构的型坯进行吹塑模制制造而成。
13.一种用于制造具有多层结构的燃料容器的方法，包括：
挤出一个型坯，该型坯具有一种多层结构，并且包括至少一个其主要成分为一种第一阻隔功能树脂的防止燃料渗透层，和至少一个其主要成分为一种热塑性树脂的基础材料层，该至少一个基础材料层被固定在所述防止燃料渗透层上，该至少一个基础材料层中的至少一层包含有一种与第一阻隔功能树脂同类的第二阻隔功能树脂，来形成一个阻隔功能基础材料层，第二阻隔功能树脂在所述热塑性树脂中薄层状散布；
将所述型坯置于一个吹制模具中，以便形成一个夹紧区域；以及
利用高压空气使得所述型坯在吹制模具中膨胀。
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