JP2002205330A - 多層中空体、そのような中空体の製造方法及び圧縮吹き込み成形用型 - Google Patents

多層中空体、そのような中空体の製造方法及び圧縮吹き込み成形用型

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JP2002205330A JP2001324214A JP2001324214A JP2002205330A JP 2002205330 A JP2002205330 A JP 2002205330A JP 2001324214 A JP2001324214 A JP 2001324214A JP 2001324214 A JP2001324214 A JP 2001324214A JP 2002205330 A JP2002205330 A JP 2002205330A
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Schaftingen Jules-Joseph Van
ジョセフ ヴァン シャフティンゲン ジュール
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低い浸透性のレベルを溶接した面で有し、新
しい環境基準によって課せられた要件を満たすことがで
きる中空体を提供する。 【解決手段】 多層プラスチックの幾つかの要素が一緒
に溶接されて作られた中空体であって、ガス及び液体に
対して不浸透性であるバリヤー層を含み、該要素が、該
バリヤー層を含む付属物によって中空体の外へ向かって
拡張している中空体；そのような中空体を圧縮成形によ
って製造する方法；溶接縁を含む多要素圧縮吹き込み成
形用型であって、型が閉じたときに、それらの間に空間
を残し、その断面の高さは成形キャビティの外側へ向か
って減少しており、プラスチックを圧縮するための浅く
広いスロットによって拡張している圧縮吹き込み成形用
型。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多層高分子構造のプ
ラスチックから作られる中空体に関する。
【０００２】
【従来の技術】多層高分子構造のプラスチックから作ら
れる中空体は、単一の熱可塑性によって付与されること
ができない特性を要求する使用要件を満たすように開発
されている。この技術は、問題点が、通常の温度での高
い剛性並びに液体及びガスへの良好な不浸透性をともに
有するプラスチックから作られ、そのような性質を含む
ことを意図された中空体の製造である場合に、特に使用
される。このとき、不浸透性機能は一般的に、構造に対
して内側にある非常に小さい厚みの低機械的強度の層に
より提供され、それは中空体の中に含まれる液体及びガ
スに対してバリヤーのように挙動する材料から作られ
る。
【０００３】多層高分子構造のプラスチックから作られ
る中空体の製造のための一つの技術は現在、同様の多層
構造の２又はそれ以上の要素を溶接によって集合させる
ことからなる。我々はまた、有機物質を含む容器から環
境中へ漏れ出る液体及び蒸気の許容量の、有意な削減に
署名している。燃料タンクの分野では、許容できる減量
の極めて低いレベルを課す新しい基準が、直に効力を発
するであろう。上記したような溶接した多層要素を集合
させることによる中空体製造物において、一体化した面
の領域は不浸透性が減じていて、溶接した面で多層構造
のつぶれを与え、通常それは、１要素の層が溶接した要
素のそれへ折り曲がることをもたらし、及び各要素の内
層が他の要素のそれへ結合することをもたらす。このこ
とは一般に、製造された中空体の構造のバリヤー層にお
いて不連続性が起こることになり、よって液体や蒸気の
漏れにとって好ましい通路を生じさせることになる。
【０００４】日本特許出願No.JA-63/178931号が知られ
ていて、それは、多層構造の集合から得られた面を合わ
せることを記載していて、そこではバリヤー層の端が溶
接された継ぎ目の中の点で会っている。しかしながら、
そのような結合で得られた不浸透性は、新しい基準によ
り課せられた非常に低い制限に従うには未だ充分でな
く、溶接のランのすべての長さに沿って各要素のバリヤ
ー層の端の間に接触を維持することには困難があるよう
だ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、バリ
ヤー層の端間の接触についての調査に基づいた公知の方
法で得られたものよりも、評価できるほどに低い浸透性
のレベルを溶接した面で有し、新しい環境基準によって
課せられた要件を満たすことができる中空体を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、多
層高分子構造のプラスチックから作られる中空体に関
し、それはガス及び液体に対して不浸透性である少なく
とも１つの内部バリヤー層を含み、該中空体において同
様の構造の少なくとも２つの要素が一緒に溶接されてい
て、該溶接された要素が、該バリヤー層を含む付属物に
よって中空体の外へ向かって拡張していることを特徴と
する。
【０００７】
【発明の実施の形態】“中空体”は如何なる構造をも意
味し、その表面は少なくとも１の空いた又はへこんだ部
分を有する。好ましくは、ここで中空体とは、液体及び
／又はガスを含むことを意図する閉じられた構造を意味
する。特に好ましいのは、貯蔵器又はタンクを意図す
る。中空体はそのエンベロープにおいて開けられたオリ
フィスを有していてもよく、外の環境に対して連絡して
いてもよい。一般的に、該中空体は最高で１０のオリフ
ィスを有する。チューブは通常、本発明による中空体か
ら除外される。
【０００８】“プラスチック”は、少なくとも１のポリ
マーを含むいずれかの材料を意味することが意図され
る。熱可塑性ポリマーが好ましい。“ポリマー”という
用語は、ホモポリマーとコポリマー（とくに二成分又は
三成分のもの）の双方を意味することが意図されてい
る。そのようなコポリマーの具体例は、如何なる制限を
も課すわけではないが、ランダムコポリマー、シーケン
ス重合からのコポリマー、ブロックコポリマー及びグラ
フトコポリマーである。熱可塑性ポリマーもまた熱可塑
性エラストマー及びそのブレンドを含む。
【０００９】融点が破壊温度よりも低い熱可塑性ポリマ
ー又はコポリマーであれば、何れも適当である。少なく
とも１０℃にわたる融解範囲を有する合成熱可塑性プラ
スチックが特に適している。そのような物質の具体例と
しては、そのような分子質量の多分散を有するものがあ
る。特に、中空体はポリオレフィン、グラフトポリオレ
フィン、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミ
ド及びそれらのコポリマーを含むことができる。中空体
にしばしば存在するポリマーはポリエチレンである。優
れた結果が高密度ポリエチレン（HDPE）で得られる。よ
く使用されるコポリマーは、エチレン-ビニルアルコー
ル（EVOH）コポリマーである。ポリマー又はコポリマー
のブレンドも使用でき、高分子物質と無機、有機及び／
又は如何なる制限を課すわけではないが例えばカーボ
ン、無機塩及び他の無機誘導体、天然又は高分子繊維と
いった天然充填物とのブレンドでもよい。
【００１０】本発明によれば、中空体のプラスチックは
多層高分子構造である。そのような多層構造は、積み重
なって共に固定されて上記のポリマー又はコポリマーの
少なくとも１を含む高分子層からなる。それらは、同時
押出しヘッドを使用して又は基体層を１又はそれ以上の
他の層で完全に又は部分的に被覆する技術を使用して得
ることができる。該被覆技術の具体例は、スプレーガン
を使用して基体層の上へ熱可塑性プラスチックをスプレ
ーするものである。
【００１１】本発明の中空体は、少なくとも１のバリヤ
ー層を含む。この層は多層高分子構造の内側にあって、
よって、両方の側がプラスチックの少なくとも１の層で
囲まれていて、その層のバリヤー特性は比較的弱い。通
常、バリヤー層の近くで一方の側に位置する層はやや無
意味なバリヤー特性を有する。“バリヤー層”はガス及
び液体に対して不浸透性である層を意味する。それは一
般的にバリヤー樹脂を含む。この中空体に接触しそうな
流体、特に炭化水素、に対して有効である限り、及び多
層構造を製造するのに使用される技術に適合する限り、
公知のバリヤー樹脂のいずれも中空体に存在し得る。挙
げることができる可能な樹脂の非限定的な具体例は、ポ
リアミド又はコポリアミド、並びにエチレン及びビニル
アルコールのランダムコポリマーである。異なるバリヤ
ー樹脂のブレンドも可能である。非常に良好な結果が、
エチレン及びビニルアルコールのランダムコポリマーか
ら作られたバリヤー樹脂を含む中空体で得られる。
【００１２】本発明によれば、中空体は一緒に溶接した
少なくとも２の要素を含む。“要素”とは、多層高分子
構造のいずれかの部品又は部品のいずれかの部分を意味
すると理解され、その形状は平板な表面又は少なくとも
部分がくぼんだ表面を有する。具体的に、該中空体は１
０を超えない数の要素を含む。特に好ましくは、最高で
５の要素を含む中空体である。２の要素が一緒に溶接さ
れた中空体が優れた結果を与える。
【００１３】本発明によれば、該要素は同様の構造を持
つ。これが意味することは、各要素の構造が３ユニット
以下の、好ましくは２ユニット以下の互いに異なる幾つ
かの層を有し、溶接する表面の各々の側で互いに対応す
る層に含まれるポリマーの性質が化学的観点から、及び
溶接によって集合させることができるそれらの能力の観
点から相溶性であるということである。好ましくは、要
素が同じ数の層の構造を有している中空体である。特に
好ましいのは、要素が同じ構造を有している中空体であ
る。このとき、同一の構造の要素は異なる部品に由来し
てもよい。あるいは、それらは簡単に１及び同じの部品
の部分から由来するのでもよい。この最後の状況は、要
素が多層構造のプラスチックから作られた１つの且つ同
一のパリソンの部分から由来するときに遭遇する。
【００１４】本発明による中空体は、溶接した要素を含
み、すなわち端と端で集められて溶接することによって
安定した要素を含む。その要素は、それらの周囲の全体
に沿って溶接され得る。この状態の例として、別個の溶
接された要素からなる中空体、及びその全体的な周縁に
沿って定着され溶接された単一のパリソンからなる中空
体もある。この状態で、本発明の中空体要素は一般的
に、その周囲の少なくとも８０％にわたって溶接され
る。そのような中空体の別の具体例は、溶接された要素
の周縁に位置する少なくとも１のオリフィスを有するも
のである。好ましい中空体はその全体的な周縁に沿って
溶接された要素を含む。あるいは、要素は中空体の周縁
の実体のない部分でのみ溶接されてもよい。単一のパリ
ソンから由来する要素の場合、これらの要素はパリソン
の一端の近くのそれぞれの２領域でのみ溶接されてもよ
い。この状況では中空体要素は一般的にそれらの周縁の
少なくとも５％にわたって溶接される。
【００１５】本発明によれば、中空体は、この中空体の
外側へ向かって拡張する溶接した要素を含む。この拡張
は２つの要素の溶接部の近くから始まって、各要素のバ
リヤー層を含む付属物の形態で外側へ向かって拡張して
いる。この付属物は、中空体と一体化した部分を形成し
ていて機能的部分を構成する。それは多様な形態を取り
得る。好ましい例として、中空体に固定されているその
底部は端よりも広い断面積を有する。それはしばしば芽
のような形態で、中空体の表面に対して及び溶接された
縁に対して垂直面で出るのならば、その底は、三角形の
断面を有する。それは、しばしば中空体の外の端で、バ
リヤー層を含む平らなブレードで終わる。
【００１６】この付属物の長さは、バリヤー層間のそれ
をわたる通路が、所定時間に通過することができる液体
及び／又はガスの量を非常に低い値までに減じるのに充
分な長さであるようなものである。好ましい例として、
付属物は少なくとも０．２mmの長さを有する。該付属物
の“長さ”とは、付属物の底部の中央の点で中空体の表
面及び溶接縁に対して垂直平面が、該付属物の一つの面
の表面と交わるラインの長さを意味する。好ましい例と
して、付属物の長さは少なくとも５mmである。通常この
長さは６０mmを超えない。付属物の長さはすべてのポイ
ントで均一でなくてもよい。有利な付属物は、タンクの
表面のある特定の領域で、最大のサイズのコンプライア
ンスを指図する空間占有の問題がない場所で、より長い
ものである。
【００１７】溶接された要素は、中空体の外側の周囲の
少なくとも一部にわたる付属物によって拡張されてい
る。好ましい例として、これらの溶接された要素は、中
空体の外側周囲の全体にわたって付属物によって拡張し
ている。各要素のバリヤー層に加えて、本発明の中空体
において該付属物はまた、各要素に存在する他の層の中
の一つと同様の性質を持つ少なくとも１種の高分子層を
含んでもよく、それはバリヤー層の何れの側に含んでも
よい。同様の性質を持つこの層は、要素のうちの１つに
おいて外層でよく、それは中空体に対して内側でも外側
でもよい。あるいは、この層は簡単に、要素のうちの１
つにおける内層の１つであってもよい。好ましい例とし
て、各要素に存在する他の層のうちの１つと同様の性質
を持つ幾つかの層が該付属物に見出される。とりわけ好
ましくは、付属物は各要素のバリヤー層に加えて、各要
素でペアになっている互いに相応する同一の層を含み、
これは、それらが由来する要素と同じ配列で配置され
る。付属物の有利な変形は、各要素の全ての層を含むも
のである。
【００１８】付属物は中空体の外表面に対していかなる
態様で配置されてもよい。好ましくは、それは折り曲げ
られて中空体の空間占有を減じる。本発明の中空体の有
利な変形は、中空体の外表面に対して付属物が折り曲げ
られて中空体である。この折り曲げは、中空体の要素の
いずれか１にある溶接部のいずれかの側にある。この変
形によれば、１つのあり得る中空体は、付属物がそれが
折り曲げられている中空体の外表面へ固定されているも
のである。如何なる固定の形も適当である。良好な結果
を与える固定の一例は、溶接である。この場合、固定は
中空体の周囲全体にそって実施されてもよい。変形とし
て、簡便にこの周囲の単一部分にのみ又は多数の部分に
なされてもよい。それがなされた中空体の周囲の部分で
は、中空体に接触している付属物の全表面にわたって固
定が有効である。簡便に、変形として、付属物の端に近
い領域でのみ実施してもよい。
【００１９】本発明の中空体はとりわけ、タンクの製造
に良く適している。より詳しくは、それは液体及び／又
はガス状の燃料を含むのに良く適している。本発明はま
た、圧縮成形技術を使用して、液体及びガスへのバリヤ
ーであるバリヤー層を含む多層高分子構造のプラスチッ
クで作られる中空体を少なくとも２つの要素を一緒に溶
接することによって製造する方法に関し、それによれ
ば： a)要素を開口した多要素型に挿入し、 b)集められる要素の端の少なくとも一部を、少なくとも
２の型部分の周囲に配置された溶接縁の間にしっかりと
かみ合わせて、それらを重ね合わせ、 c)型部分を一緒にプレスして型を閉じることによって要
素を一緒に溶接し、同時に、 d)これらの要素の構造のうち少なくともバリヤー層が、
溶接縁の近くで２つの型部分を分離する空間によって規
定された浅く広いスロットへ流れ出すようにさせ、その
断面は成形用キャビティの外側に最も近い端で狭くなっ
ていて、 e)型部分を一緒にプレスし続けて、中空体の表面から成
形用キャビティの外側へ現れる付属物を成形し、 f)型を開けて、 g)こうして製造された中空体を型から取り出す。 この方法では、一般の用語は、中空体の記載の中で上記
で述べた意味を同じ意味を有する。
【００２０】本発明の方法は、多要素型を使用する。こ
の型は圧縮成形技術において慣用的に使用される型の特
徴をすべて持っている。この方法では“溶融縁”は、型
の部分の周囲に配置される領域であって、別の型部分の
相応する周囲領域との共同作業によって、型を閉じるこ
とでそれらの部分をより近づけたときに、溶接されるべ
き２要素の相応する端を一緒にトラップし圧縮すること
ができる領域であると解される。
【００２１】本発明の方法の好ましい変形によれば、要
素はまた、型の内部で形作られてもよい。この成形を実
施するための選び抜かれた方法は、吹き込み成形用流体
を該型へ注入してその壁に対して要素を圧縮する。いず
れかのガス状又は液状の流体が、溶接されるべき要素及
び型が作られている材料と反応を起こさない限り、適当
である。圧縮空気が良好な結果を与える。本発明の方法
によれば、上記したその変形に包含されるものとして、
集合作業の最後に型を開けたときに、中空体の表面に対
して付属物を折り曲げることが可能である。この作業
は、開けた型中で中空体が型部にまだ納まっている状態
で、直接実施してもよい。この作業は、中空体が型のす
べての部分から完全に取り出されたときに実施されても
よい。
【００２２】付属物はまた、中空体の外表面に対して折
り曲げられたときにそこへ固定されてもよい。良好な結
果を与える１つの固定方法は、中空体の外表面へ付属物
を溶接することである。付属物の長さは、製造によって
得られる長さに委ねられる。それは、過剰な分を切り取
ることによって一定の値に規格化されてもよい。一般
に、付属物は０．２mmの長さよりも短く切り取られるこ
とはない。好ましくは、この付属品は５mmの長さよりも
短く切り取られることはない。
【００２３】本発明の方法は、全てのその変形を含ん
で、多層高分子構造のプラスチックから作られる燃料タ
ンクを製造するのに非常に適している。本発明は最後
に、少なくとも２つの別個の部分から作られ、多層高分
子構造のプラスチックから作られる別個の要素をしっか
りと合わせて溶接することができる溶接縁をその周囲に
含む圧縮吹き込み成形用型に関し、その型において、互
いに面する２つの型部分の溶接縁は、型が閉じたとき
に、それらの間に空間を残し、その断面の高さは成形キ
ャビティの外側へ向かって減少しており、型が閉じたと
きにプラスチックを強く加圧することを意図する浅く広
いスロットによって広がっている。この型において、一
般的な用語は、中空体の記載の中で上記に述べた意味と
同じ意味を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６５Ｄ 6/14 Ｂ６５Ｄ 6/14 Ａ ４Ｆ２１１ Ｂ Ｆ１７Ｃ 1/16 Ｆ１７Ｃ 1/16 // Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 22:00 22:00 Ｆターム(参考） 3E061 AA01 AB12 AD03 AD09 DB06 3E072 AA03 CA01 4F100 AK01A AK01B AK01C AK04 AK69 BA03 BA05 BA10A BA10C DA01 GB32 JD01B 4F202 AG07 CA15 CB01 CK11 CK41 4F208 AG03 AG07 AG23 AH17 AH55 LA01 LB01 LB22 LW01 LW26 LW41 4F211 AD05 AG07 AH17 TA01 TA08 TC14 TD07 TJ30 TN87

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多層高分子構造のプラスチックから作ら
    れる中空体であって、ガス及び液体に対して不浸透性で
    ある少なくとも１つの内部バリヤー層を含み、該中空体
    において同様の構造を持つ少なくとも２つの要素が一緒
    に溶接されていて、該溶接された要素が、該バリヤー層
    を含む付属物によって中空体の外へ向かって拡張してい
    ることを特徴とする中空体。
  2. 【請求項２】 該付属物がバリヤー層に加えて、各要素
    に存在する他の層の中の一つと同様の性質を持つ少なく
    とも１種の高分子層をバリヤー層の何れの側に含んでい
    る、請求項１記載の中空体。
  3. 【請求項３】 該付属物が中空体の外表面に対して折れ
    曲がっている、請求項１又は２記載の中空体。
  4. 【請求項４】 該付属物が外表面へ固定されている、請
    求項３記載の中空体。
  5. 【請求項５】 液状又はガス状の燃料を含むことを意図
    するタンクである、請求項１〜４のいずれか１項記載の
    中空体。
  6. 【請求項６】 圧縮成形技術を使用して、液体及びガス
    へのバリヤーであるバリヤー層を含む多層高分子構造の
    プラスチックで作られる中空体を、少なくとも２つの要
    素を一緒に溶接することによって製造する方法であっ
    て、 a)要素を開口した多要素型に挿入し、 b)集められる要素の端の少なくとも一部を、少なくとも
    ２の型部分の周囲に配置された溶接縁の間にしっかりと
    かみ合わせて、それらを重ね合わせ、 c)型部分を一緒にプレスして型を閉じることによって要
    素を一緒に溶接し、及び同時に、 d)これらの要素の構造のうち少なくともバリヤー層が、
    溶接縁の近くで２つの型部分を分離する空間によって規
    定された浅く広いスロットへ流れ出すようにさせ、その
    断面は成形用キャビティの外側に最も近い端で狭くなっ
    ていて、 e)型部分を一緒にプレスし続けて、中空体の表面から成
    形用キャビティの外側へ現れる付属物を成形し、 f)型を開けて、 g)こうして製造された中空体を型から取り出すことを特
    徴とする方法。
  7. 【請求項７】 吹き込み流体を型へ注入することによっ
    て型の壁に対して要素がプレスされて、要素が型の内部
    で形作られることを特徴とする、請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 集合作業の最終段階に型を開けた後、付
    属物が中空体の表面へ折り曲げられ、そこへ次いで固定
    されることを特徴とする、請求項６又は７記載の方法。
  9. 【請求項９】 多層高分子構造のプラスチックで作られ
    た燃料タンクを製造するための、請求項６〜８のいずれ
    か１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 少なくとも２つの別個の部分から作ら
    れ、多層高分子構造のプラスチックから作られる別個の
    要素をしっかりと合わせて溶接することができる溶接縁
    をその周囲に含む圧縮吹き込み成形用型であって、互い
    に面する２つの型部分の溶接縁は、型が閉じたときに、
    それらの間に空間を残し、その断面の高さは成形キャビ
    ティの外側へ向かって減少しており、型が閉じていると
    きにプラスチックを強く加圧することを意図する浅く広
    いスロットによって拡張していることを特徴とする、圧
    縮吹き込み成形用型。
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