JP6699577B2 - 燃料供給装置用部品 - Google Patents
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Description
[形態1]燃料タンク(FT)に燃料を供給する燃料供給装置(500)に用いられる燃料供給装置用部品(20)であって、
使用状態において燃料または燃料蒸気と接し、導電性ポリアミド樹脂組成物により形成された導電性ポリアミド層(25)を備え、
前記導電性ポリアミド樹脂組成物は、
ポリアミド樹脂(A)84〜40質量%、導電性カーボンブラック(B)5〜30質量%、ポリアミド樹脂の末端基および/又は主鎖のアミド基と反応しうる反応性官能基を有するエチレン−αオレフィン共重合体(C)3〜30質量%、および導電性ポリエチレン樹脂(D)1〜20質量%を含有してなり、下記特性(イ)、(ロ)を満足することを特徴とし、
前記導電性ポリエチレン樹脂(D)は、体積固有抵抗率が1Ω・cm以上且つ1×10 7 Ω・cm以下であり、導電性カーボンブラックを5質量%以上且つ20質量%以下含有する、
燃料供給装置用部品(20)。
(イ)前記導電性ポリアミド樹脂組成物を射出成形することによって得た平板(100mm×100mm×2mm(厚み))の初期の体積固有抵抗が1×10 5 Ω・cm以下で、該平板をCM15燃料に168時間暴露した後の体積固有抵抗が1×10 7 Ω・cm以下。
(ロ)前記導電性ポリアミド樹脂組成物を射出成形することによって得た試験片の−40℃におけるシャルピー衝撃強度が2.0KJ/m 2 以上。
A1.装置構成:
図1は、本発明の一実施形態としての燃料供給装置用部品であるフィラーネックを適用した燃料供給装置500を示す概略図である。燃料供給装置500は、図示しない車両に、燃料タンクFTと共に搭載されている。燃料供給装置500は、燃料タンクFTおよび車両本体BDに取り付けられ、給油ガンのノズルNZから供給される燃料を、燃料タンクFTへと送る。燃料供給装置500の車両本体BDへの取り付けは、固定部材600より実現される。固定部材600は、クランプ状の部材であり、燃料供給装置500における後述のフィラーネック(フィラーネック20)を挟んで支持しつつ、かかるフィラーネック20を車両本体BDへと取り付ける。なお、燃料供給装置500および燃料タンクFTは、車両に搭載されずに建物に固定設置されるなどして用いられてもよい。
利用者が給油ガンを用いて給油を行う際に、給油ガンに帯電した静電気を放電させたいという要請がある。一般に、車両の車両本体BDは、タイヤを介してアース放電可能に構成されている。本実施形態の開口形成部10は、給油ガンのノズルNZから車両本体BDまでのアース経路を形成する。
上述のフィラーネックの導電性ポリアミド層25を形成する導電性ポリアミド樹脂組成物の詳細構成について、以下説明する。
(イ)導電性ポリアミド樹脂組成物を射出成形することによって得た平板(100mm×100mm×2mm(厚み))の初期の体積固有抵抗が1×105Ω・cm以下で、該平板をCM15燃料に168時間暴露した後の体積固有抵抗が1×107Ω・cm以下。
(ロ)導電性ポリアミド樹脂組成物を射出成形することによって得た試験片の−40℃におけるシャルピー衝撃強度が2.0KJ/m2以上。
導電性ポリエチレン樹脂(D)を構成するポリエチレンは、エチレンの単独重合、又はエチレンと炭素数3〜12のα−オレフィン、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン等との共重合により得られる。また、改質を目的とする場合、ジエンとの共重合も可能である。このとき使用されるジエン化合物の例としては、ブタジエン、1,4−へキサジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン等を挙げることができる。
なお、重合の際のコモノマー含有率は、任意に選択することができるが、例えば、エチレンと炭素数3〜12のα−オレフィンとの共重合の場合には、エチレン・α−オレフィン共重合体中のα−オレフィン含有量は好ましくは0〜40モル%、より好ましくは0〜30モル%である。
導電性ポリエチレン樹脂(D)を構成するポリエチレンとしては、密度が0.96以上の高密度ポリエチレンは、耐燃料性、摺動性の点で好ましい。
このような導電性ポリエチレン樹脂の市販品としては、Lyondellbasell社製の導電性ポリエチレンGM9350C等が挙げられる。
導電性ポリエチレン樹脂(D)の含有量は1〜20質量%であり、2〜10質量%が好ましく、より好ましくは3〜8質量%である。導電性ポリエチレン樹脂(D)が1質量%未満では耐燃料性の改善効果が小さく、20質量%を超えると耐衝撃性が低下する虞がある。本発明の組成物では、ポリアミド樹脂中に分散しているエチレン−αオレフィン共重合体と導電性ポリエチレン樹脂を構成するポリエチレンとは同類のオレフィン系樹脂で親和性が良いため、組成物中での分散性は良好で、導電性カーボンブラックが効率的に導電性を発現できる。
前記したモルフォロジー構造に制御するためには、各成分の配合方法が重要となる。ポリアミド樹脂(A)に、予め導電性カーボンブラック(B)を分散させた後、ポリアミド樹脂と反応しうる反応性官能基を有するエチレン−αオレフィン共重合体(C)と、導電性ポリエチレン樹脂(D)を配合して、導電性ポリアミド樹脂組成物とすることが有効である。
本発明の導電性ポリアミド樹脂組成物は、(A)、(B)、(C)および(D)の各成分の合計で、80質量%以上を占めることが好ましく、90質量%以上を占めることがより好ましく、95質量%以上を占めることがさらに好ましい。
このような二段階の溶融混錬をすることにより、本発明のモルフォロジー構造を持つポリアミド導電性樹脂組成物を安定して製造することができる。しかし、本発明のポリアミド導電性樹脂組成物の製造では、かかる特定のプレンド、溶融混錬方法に限られるものではなく、前記の組成およびモルフォロジー構造が得られる限り他のブレンド、溶融方法を用いて本発明の組成物を製造することができる。なお、後述する実施例において、導電性ポリアミド樹脂組成物の詳細を更に説明する。
以下に実施例により上述の第1実施形態に用いられる導電性ポリアミド樹脂組成物を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら制限されるものではない。
以下の実施例、比較例において示した各特性、物性値は下記の試験方法で測定した。
試験片は射出成形機(東芝機械(株)製、IS80)により下記条件にて成形した。
樹脂温度:275℃
金型温度:40℃
射出圧力:50kg/cm2
射出時間:1秒
保圧力:60kg/cm2
保持時間:6秒
射出成形で得た100mm×100mm×2mm(厚み)のプレートのゲートに対し直角な両端に端子を接続し、デジタルマルチメーター(アドパンテスト(株)製、TR−6843)で測定した。なお測定試験片は70℃で12時間、真空乾燥した後、20℃、50%RHの雰囲気で24時間シーズニングしてから測定した。
2.体積固有抵抗(燃料暴露後)
テストピース浸漬用のCM15燃料は、Fuel−C(イソオクタン/トルエン=1/1(容量))にメタノール(ナカライテスク社製 純度99.5%)を15質量%になるよう混合して作成した。そこに、1.で使用したテストピースを浸潰し、60℃オーブン中に静置して試験を実施した。
テストピースは168時間浸潰後にCM15燃料から取り出した後、表面に付着した溶液をふき取った後、1分以内に1.と同様の方法で体積固有抵抗を測定した。
3.ノッチ入りシャルピー衝撃強度
低温シャルピー衝撃強度:ISO−179−1eAに準じて、射出成形でダンベル片を作成して−40℃で測定した。
4.メルトインデックス
ISO1133に準拠して測定した。温度250℃、荷重10kgfで測定した。
5.モルフォロジー構造の観察
射出成形で得た100mm×10mm×2mm(厚み)のプレートの中央部より凍結切片を作製した。
変性エチレン−αオレフィン共重合体(C)の平均粒子径の測定には、試料の樹脂流れの方向と垂直な断面の凍結切片を作製し、5%リンタングステン酸水溶液で30分間染色し、さらにカーボン蒸着を施した後、日本電子製JEM2010透過型電子顕微鏡で加速電圧200KV、直接倍率5000倍で観察して、写真撮影をした。次いで、得られた写真を画像解析装置に供することによって、平均粒子径を求めた。当該装置では、ドメイン(分散相)の観察像が楕円形状である場合は、球に換算した直径を粒子径とした。
導電性カーボンブラック(B)の存在場所は、得られた写真に存在する全てのカーボンブラックの粒子数と連続相に存在するカーボンブラックの粒子数を画像解析装置でカウントして、連続相に存在する導電性カーボンブラック(B)の粒子数の百分率%を質量%とした。なお、導電性ポリエチレン樹脂(D)中のカーボンブラックは、分散相の内、変性エチレン−αオレフィン共重合体(C)以外の分散相中に存在しており、導電性カーボンブラック(B)とは区別可能であり、写真中に存在するカーボンブラックにはカウントしなかった。
ポリアミド樹脂(A)
A−1:東洋紡ナイロンT−840(東洋紡(株)製、ナイロン6、相対粘度2.2)
導電性カーボンブラック(B)
B−1:ファーネスカーボン 100(ライオン(株)製)
B−2:ケッチェンカーボンEC(ライオン(株)製)
変性エチレン−αオレフィン共重合体(C)
C−1:変性オレフィン共重合体 タフマー(登録商標)MH7020(三井化学(株)製 無水マレイン酸変性エチレン−αオレフィン共重合体)
導電性ポリエチレン樹脂(D)
D−1:導電性ポリエチレンGM9350C(Lyondellbasell社製 高密度ポリエチレンに導電性カーボンブラック10質量%が分散)
D−2:導電性ポリエチレン カーボン20質量%開発品(Lyondellbasell社製 高密度ポリエチレンに導電性カーボンブラック20質量%が分散)
D’:高密度ポリエチレンMME001(三井化学(株)製)
全体のコンパウンディングの前に、まず、ポリアミド樹脂と導電性カーボンブラックとを、表1に記載の質量比率になるように二軸押出機(池貝鉄工(株)製、PCM30)で溶融混練してマスターバッチペレットとした。次いで、得られたマスターバッチペレットを用い、表1の組成割合で各原料を計量ブレンドし、シリンダー温度260℃に設定した二軸押出機(池貝鉄工(株)製、PCM30)で溶融混練して導電性ポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。得られた導電性ポリアミド樹脂組成物を用いて、各評価を行った。結果を表1に記す。
C1.装置構成:
図6は、第2実施形態の燃料供給装置用部品としてのフィラーネック20aの詳細構成を示す断面図である。第2実施形態の燃料供給装置は、燃料パイプ210に代えて燃料パイプ210aを備える点、開口形成部10に代えてフィラーネック20aを備える点、および燃料タンク用管接続装置110に代えて燃料タンク用管接続装置110aを備える点において、第1実施形態の燃料供給装置500と異なり、他の構成は、燃料供給装置500と同じである。第1実施形態の燃料供給装置500では、開口形成部10は、いわゆるキャップレスと呼ばれる燃料キャップを用いずに開口OPを開閉する構造を有していたが、第2実施形態の燃料供給装置では、燃料キャップFCを用いて開口OPが開閉される。図6では、燃料キャップFCがフィラーネック20aに装着され、燃料キャップFCにより開口OPが閉じられている状態を示している。
図8は、第2実施形態の第1変形例としてのフィラーネック20bの詳細構成を示す断面図である。第2実施形態の第1変形例のフィラーネック20bは、第2実施形態と同様に二層構造をなすものの、第2実施形態と異なり、内側の層が接着性ポリエチレン層26bであり、且つ、外側の層が導電性ポリアミド層25bである点と、ネック本体21aが燃料キャップ接触部T1を備える点と、導電外層接触部29に代えて導電外層接触部29aを備える点とにおいて、第2実施形態と異なる。第2実施形態の第1変形例のフィラーネック20bにおけるその他の構成は、第2実施形態のフィラーネック20aと同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図9は、第2実施形態の第2変形例としてのフィラーネック20cの詳細構成を示す断面図である。第2実施形態の第2変形例のフィラーネック20cは、燃料蒸気ポート23aに代えて燃料蒸気ポート23bを備える点と、導電外層接触部29が省略されている点とにおいて、第2実施形態のフィラーネック20aと異なる。なお、本変形例の燃料供給装置は、フィラーネック20aに代えて上述のフィラーネック20cを備える点と、燃料蒸気パイプ220に代えて、燃料蒸気パイプ220aを備える点とにおいて、第2実施形態の燃料供給装置と異なる。
D1.変形例1:
各実施形態において、本発明の燃料供給装置用部品の適用例として、フィラーネック20,20a〜20c、燃料パイプ210a、燃料タンク用管接続装置110a、燃料蒸気パイプ220a、弁装置BVを挙げたが、これらの部品に限定されない。例えば、弁装置BV、燃料タンクFT、燃料キャップFCに本発明の燃料供給装置用部品を適用してもよい。また、例えば、フィラーネック20に用いられているブラケット70など、各実施形態で挙げられた各部品を構成する構成部品に対して、本発明の燃料供給装置用部品を適用してもよい。また、例えば、燃料パイプ210や燃料蒸気パイプ220が、複数のパイプ部材を接続部材で接続した構造を有する場合には、かかる接続部材に本発明の燃料供給装置用部品を適用してもよい。また、例えば、燃料タンクFTがキャニスタ―とパイプを介して接続されている構成においては、かかるパイプや、かかるパイプと燃料タンクFTとの接続部分に設けられる弁装置に、本発明の燃料供給装置用部品を適用してもよい。このような弁装置としては、燃料蒸気のキャニスターへの供給の実行および停止を切り替える機能と共に、給油時に満タンになったことをノズルNZ内のセンサに検知させて給油を停止させる機能を有する、満タン規制弁装置が挙げられる。すなわち、一般には、燃料タンクFTに燃料を供給する燃料供給装置に用いられる任意の部品に、本発明の燃料供給装置用部品を適用してもよい。
各実施形態において、導電性ポリアミド樹脂組成物により形成された層、例えば、導電性ポリアミド層25は、接着性ポリエチレン層と共に二層構造を形成するように用いられていたが、他の樹脂組成物からなる層と共に三層以上の層構造を形成するように用いられてもよいし、単独の層として用いられてもよい。
各実施形態において、導電性ポリアミド樹脂組成物は、特性(ハ)、すなわち、「温度250℃、荷重10kgfで測定したメルトインデックスが2g/10min以上」を満たしていたが、かかる特性を満たしていなくともよい。また、各実施形態において、導電性ポリアミド樹脂組成物に含まれる導電性ポリエチレン樹脂(D)のポリエチレンは、高密度ポリエチレンであったが、他の種類のポリエチレンであってもよい。
BV…弁装置
CX,CX2…軸線
D1,D2,D3…供給方向
ER…アース経路
FC…燃料キャップ
FT…燃料タンク
FTa…開口
IOP…内部開口
NZ…ノズル
OP…開口
R1,R2…方向
T1…燃料キャップ接触部
11,11a…内部流路
20,20a,20b,20c…フィラーネック
20s…ネジ山
21,21a…ネック本体
22,22a…ネック接続部
23,23a,23b…燃料蒸気ポート
23P,23Pa…燃料蒸気通路
24…開口部
25,25a,25b…導電性ポリアミド層
26,26a,26b…接着性ポリエチレン層
28…ネジ山
29,29a…導電外層接触部
30…第1開口形成部材
30s…ネジ山
32…カバー部材
32a…側壁部
32b…上壁
32d…開口部
32f…軸支持部
34…開口側壁部材
34a…傾斜壁
38…規制部
50…第1弁装置
51…弁体
52…バネ
60…第2弁装置
61…弁体
61a…押圧部材
61b…弁室形成部材
62…軸受部
63…スプリング
64…ガスケット
65…調圧弁
66…第2開口形成部材
70…ブラケット
80…シール部材
110,110a…燃料タンク用管接続装置
112…内側層
112a…通路部
112b…抜止拡張部
112c…第1フランジ部
113a…筒状部
113b…フランジ部
114…外側層
114a…外筒部
114b…第2フランジ部
114c…第1溶着部
114d…第2溶着部
114e…外層接触部
120…逆止弁
122…通路形成部材
125…端部
126…取付部
127…弁プレート
128…規制部材
129…供給口
210,210a…燃料パイプ
215…内側層
216…外側層
220,220a…燃料蒸気パイプ
225…内側層
226…外側層
239…導電外層接触部
500…燃料供給装置
510…燃料流路
600…固定部材
Claims (6)
- 燃料タンク(FT)に燃料を供給する燃料供給装置(500)に用いられる燃料供給装置用部品(20)であって、
使用状態において燃料または燃料蒸気と接し、導電性ポリアミド樹脂組成物により形成された導電性ポリアミド層(25)を備え、
前記導電性ポリアミド樹脂組成物は、
ポリアミド樹脂(A)84〜40質量%、導電性カーボンブラック(B)5〜30質量%、ポリアミド樹脂の末端基および/又は主鎖のアミド基と反応しうる反応性官能基を有するエチレン−αオレフィン共重合体(C)3〜30質量%、および導電性ポリエチレン樹脂(D)1〜20質量%を含有してなり、下記特性(イ)、(ロ)を満足することを特徴とし、
前記導電性ポリエチレン樹脂(D)は、体積固有抵抗率が1Ω・cm以上且つ1×10 7 Ω・cm以下であり、導電性カーボンブラックを5質量%以上且つ20質量%以下含有する、
燃料供給装置用部品(20)。
(イ)前記導電性ポリアミド樹脂組成物を射出成形することによって得た平板(100mm×100mm×2mm(厚み))の初期の体積固有抵抗が1×105Ω・cm以下で、該平板をCM15燃料に168時間暴露した後の体積固有抵抗が1×107Ω・cm以下。
(ロ)前記導電性ポリアミド樹脂組成物を射出成形することによって得た試験片の−40℃におけるシャルピー衝撃強度が2.0KJ/m2以上。 - 請求項1に記載の燃料供給装置用部品(20)であって、
前記導電性ポリアミド樹脂組成物は、下記特性(ハ)を満足する、
燃料供給装置用部品(20)。
(ハ)温度250℃、荷重10kgfで測定したメルトインデックスが2g/10min以上。 - 請求項1または請求項2に記載の燃料供給装置用部品(20)であって、
前記導電性ポリエチレン樹脂(D)のポリエチレンは、高密度ポリエチレンである、
燃料供給装置用部品(20)。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の燃料供給装置用部品(20)であって、
前記導電性ポリアミド層の外側面に接する接着性ポリエチレン層(26)を、さらに備える、
燃料供給装置用部品(20)。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の燃料供給装置用部品(20)において、
給油ガンから供給される燃料を前記燃料タンク(FT)まで導く燃料流路(510)の少なくとも一部を形成する、
燃料供給装置用部品(20)。 - 請求項5に記載の燃料供給装置用部品(20)において、
前記燃料供給装置(500)は、
前記給油ガンが挿入される開口(OP)を形成する開口形成部材(30)と、
前記開口(OP)の開閉を行う第1弁装置(50)と、
前記第1弁装置(50)より前記燃料タンク(FT)側に位置し、前記給油ガンの挿入により開弁して前記給油ガンが抜出により閉弁する第2弁装置(60)と、
前記燃料流路(510)の一部を形成する中空状のフィラーネック(20)であって、前記開口形成部材(30)に対し前記燃料タンク(FT)側で接続し、前記第2弁装置(60)を内側に収容するフィラーネック(20)と、
を有し、
前記燃料供給装置用部品(20)は、前記フィラーネック(20)として構成されている、
燃料供給装置用部品(20)。
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