JP2011168064A - 燃料タンクの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】かさばった付属品を容易に且つ急速に中空ボディの中へ挿入してその中に位置決めすることができ、得られた中空ボディの壁に望ましくない凹凸を生じさせる危険のない方法を提供する。
【解決手段】閉断面を有した多層構造の押し出しパリソンから燃料タンクを製造する方法であって、前記パリソンを、その全長にわたり２本の平行線に沿って２度切断することで２つの別個のシートにし、それらシートを、前記シートを長手方向及び／又は横方向に引き延ばすための装置を備えたガイド装置によりガイドし、その後前記パリソンを、吹込作業及び溶接作業を有する成型作業により成型し、前記溶接作業が、前記パリソンの周囲を挟み、かつ挟まれた該パリソンの表面を熱融着により共に溶接する作業を有してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空プラスチックボディの製造方法に関し、詳しくは押し出しパリソンから燃料タンクを製造する方法に、より詳しくは、閉断面を有した多層構造の押し出しパリソンから燃料タンクを製造する方法に関する。
中空プラスチックボディは、特に気体及び液体タンクとして多くの用途について多数の異なる様々な産業で使用されている。ある特定の用途、例えば燃料タンクとして用いる場合において、これらの中空ボディは、従わなければならない環境要件に関するシール基準をしばしば満たさなければならない。現在、ヨーロッパ及び世界では、一般に汚染物質の大気への漏れ及び環境への漏れを制限することに関する要件の相当な強化がある。その結果、液体及び気体を収容する中空ボディの設計は、シールされ、様々な作業条件下で安全であることの大きな保証を与えることのできる技術に向かって急速に進んでいる。さらに、中空ボディーと関連する種々のダクト及び付属品から生じる損失をできる限り減らす努力もなされている。時には、使用されるある手段がある付属品及びダクトを実際に中空ボディー内に組み込み、かくして中空ボディと外部大気との間のいかなる界面をも除去してきた。
中空ボディを製造するために続いて吹かれるようになったパリソンへの付属品の挿入は、それ自体よく知られていて、中空ボディの製造、特に液体及び気体タンクの製造における多くの産業上の適用で見られる。
その他、中空ボディの製造に関しては、以下に掲げる〔特許文献１〕〜〔特許文献８〕等に示されている技術が知られている。
米国特許第４９５２３４７号明細書 特開平４−２４４８２８号公報 特開昭５２−１５２４５９号公報 特開昭５６−５１３３３号公報 特開昭５８−５５２２７号公報 特開昭４８−９２４６６号公報 特開昭６１−２６１０２１号公報 特開平１−３０１２２７号公報
しかしながら、付属品を密閉された円筒形パリソンの中へ挿入するすることは、付属品がかさばっているときはやりにくい。これは、吹込み作業が行なわれる前に、パリソンが付属品と干渉することなく付属品を覆うことが重要だからである。
上記〔特許文献１〕は、付属品が挿入される２つの平行なシートの押出物を有するプラスチック燃料タンクを製造する方法を開示している。次いで、２つのシートは、金型の２つの壁体を合せてこれを閉じ、その中へ吹込みガスを注入することによって成形され、金型の壁の端が２つのシートの溶接部を作り、付属品を収容する中空ボディを形成する。
しかしながら、この方法は、厚みの均一性、及び生産の均一性が一方のシートからもう一方のシートまで各シートの任意の点で一定である２つの平らなシートを同時に生産することのできる２つの押出ヘッド及び又は押出機を位置決めしなければならない欠点を有する。
本発明の目的は、既知の方法の欠点を回避し、かさばった付属品を容易に且つ急速に中空ボディの中へ挿入してその中に位置決めすることができ、得られた中空ボディの壁に望ましくない凹凸を生じさせる危険のない方法を提供することである。
この目的のために、本発明は、閉断面を有した多層構造の押し出しパリソンから燃料タンクを製造する方法であって、前記パリソンを、その全長にわたり２本の平行線に沿って２度切断することで２つの別個のシートにし、それらシートを、前記シートを長手方向及び／又は横方向に引き延ばすための装置を備えたガイド装置によりガイドし、その後前記パリソンを、吹込作業及び溶接作業を有する成型作業により成型し、前記溶接作業が、前記パリソンの周囲を挟み、かつ挟まれた該パリソンの表面を熱融着により共に溶接する作業を有してなるものである。
本発明の特定な実施形態を示す図である。
用語「中空ボディ」は、表面が少なくとも１つの空の部分又は凹形部分を有する物品を意味すると解される。特に、本発明による方法は、タンク、特に燃料タンク等、密閉ボディの形態である中空物品の製造によく適している。
本発明による方法によって製造された中空ボディは、プラスチック、すなわち、合成樹脂で作られた少なくとも１つの重合体を含む材料で作られる。
いかなるタイプのプラスチックにも適している。非常に適しているプラスチックは、熱可塑性樹脂の種類に属している。
用語「熱可塑性樹脂」は、熱可塑性エラストマー及びその配合物を含む熱可塑性重合体を意味すると解される。用語「重合体」は、単独重合体及び共重合体（特に二成分又は三成分の重合体）の両方を意味すると解される。このような重合体の例は、限定されず、ランダム共重合体、序列共重合体、ブロック共重合体及びグラフト共重合体である。
融点が分解温度よりも低い熱可塑性重合体又は共重合体のいかなるタイプも、適している。少なくとも摂氏１０度以上開いた融点範囲を有する合成熱可塑性樹脂は、特に適している。このような材料の例として、分子質量において多分散性を示すものがある。
特に、ポリオレフィン、グラフトポリオレフィン、熱可塑性ポリオレフィン、ポリケトン、ポリアミド及びその共重合体を使用することができる。しばしば使用される１つの共重合体は、共重合エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）である。例えば、限定はしないが、炭素、塩、及び他の無機誘導体、天然又は重合体繊維等の無機、有機、及び又は天然の充填材と高分子材料の配合物のような、重合体又は共重合体の配合物を使用してもよい。上述の重合体又は共重合体の少なくとも１つを有する、互いに固着された堆積層からなる多層構造体を使用することも可能である。このような多層構造体は、同時押出ヘッドによって、１つ又は２つ以上の層で支持層を完全に又は部分的に被覆する技術によって得られる。被覆技術の例は、スプレーガンを使用してプラスチックを支持層の上に吹き付けることである。
しばしば使用される重合体の１つにポリエチレンがある。優れた結果が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で得られている。
用語「押出パリソン」は、ヘッドがダイで終わっている押出し機で均質化された少なくとも１つの熱可塑性溶融物の組成物をダイの中を通すことによって得られた製品を意味すると解される。本発明によれば、パリソンは閉断面を有する。好ましくは、この断面は円形又は楕円形である。
本発明の方法によれば、少なくとも１回の切断を、押出ヘッドに取り付けられたダイを出るパリソンにおいて行う。切断作業は、パリソンの壁をその厚さをちょうど貫いて所定形状及び長さの曲線で切断することからなる。好ましくは、切断の曲線は直線である。また、好ましくは、切断はパリソンの全長にわたって連続的になされる。最も好ましくは、切断はパリソンの全長にわたって直線としてなされる。
次に、切断されたパリソンは成形による形成作業、すなわちパリソンを金型の少なくとも２つの部分の間に挿入し、次いでこれらの部分を閉じて、所定温度で所定時間圧縮する作業を受ける。
好ましくは、成形作業は、吹込作業と溶接作業からなる。これらの２つの別の作業を独立して次々に順番に行う。またそれらを、好ましくは、少なくとも一部分が付随して行う。
壁が適当な加熱又は冷却手段によって所定温度に維持される金型の内側の吹込作業により、切断されたパリソンは形成作業を受けることができる。
金型での溶接作業は、少なくとも部分的に、パリソンの周囲をはさみつぶすことからなり、はさみつぶされたパリソンの面を、熱融着によって互いに溶接することからなる。
選択的に、得られた中空ボディは、表面処理を受ける。このような表面処理の例としては、限定はしないが、フッ素化、スルホン化及び他の組成物又は材料で被覆することである。
好ましくは、加工が、パリソンの押出と成形によるパリソンの形成とを含む連続製造ラインで行なわれる。特に、等しいパリソンが、金型を出る押出物を、等間隔で横方向に切断するナイフブレードによって作られる。
好ましくは、パリソンはその母線に沿って長手方向に切断される。この場合、この切断がパリソンの流れの方向になされることが特に有利である。
特に好ましい技術は、パリソンを全長にわたって２回、すなわち、２つの別々のシートを生じさせるように２つの別々のラインに沿って切断することである。２つの平行な母線に沿って切断することは、特に大変好ましい。
得られた２つのシートを、金型を閉じる工程まで一定の距離に離して保持する。変形例として、金型を閉じるまで、時のたつにつれて、２つのシートの間隔を修正することも可能である。この変形例によれば、金型が閉じると瞬間にシートを一緒にすることも可能である。これにより、有利にも、製造屑を減らすことが可能となる。
他の好ましい技術は、切断されたパリソンの２つの部分を、成形前に、中空ボディの内側に組み込もうとする物をこの２つの部分の間に挿入することが可能であるほど、互いに十分な距離に離して保持することである。かくして、特に、かさばった物を挿入することができる。２つの別々のシートを製造する二重切断を、切断されたパリソンの部分を十分な距離だけ離して保持する技術と組み合わせることもできる。後者の場合、それは、離して保持される、別々のシートである。
このかさばった物は、普通は、シートの下側から流れと反対方向に導入される。
さらに有利には、この物は側方に、或いはシートの上からでも導入される。この方法では、利用できる空間が最も混乱の少ないシートの領域又は側を選択することができる。この手順の方法は、大きな物の場合に特に有利である。
本発明による方法のある特定の実施形態では、パリソンを切断することによって得られたシートは、案内装置で案内される。この案内装置は、よく知られた、偏平プラスチック物を案内する装置の中から選択されるのがよい。例えば、ホイール及び又はローラーを使用してもよい。案内装置は、シートを横方向に及び又は長手方向に延ばす装置をも有する。
本発明による方法は、中空ボディの中に組み込もうとする少なくとも１つの付属品を切断パリソンの中に挿入したいときに有益である。本発明による方法は、中空ボディの中に組み込もうとする少なくとも１つの付属品をシートの間に挿入したいとき特に有利である。
用語「付属品」は、通常の使用方法又は操作方法において中空ボディと全体的に関連し、ある有用な機能を果たすために中空ボディと相互に作用する物又は装置を意味すると解される。このような付属品の限りない例は、中空ボディの内部の液体ポンプ、ピペット、貯蔵器、又はそらせ板、及び換気装置である。
好ましくは、挿入された付属品は、特に各例のように挿入するとき、同一であろうとなかろうと、予め組み立てられた構造体で支持される。これは、予め組み立てられた構造体を作ることができる利点を有し、中空ボディへの導入前に別々の方法で、中空ボディに導入すべきあらゆる又は大変少ない幾つかの付属品を支持する。その結果、挿入による次の中空ボディへの取り付けが、大いに容易になり、このことによって、比較的複雑な付属品の予め組み立てられた構造体の製造をもっと簡単に下請けすることができる。
上述の付属品の挿入とは無関係に、構造体を中空ボディの内壁に固定する少なくとも１つの装置を有する予め組み立てられた構造体をシートの間に挿入することは可能である。このような装置は、例えば、中空ボディの壁に取り付けるためのタブを設けたアームである。これらのタブは、例えば、金型を閉じたときに中空ボディの壁に溶接することによって取り付けられる。変形例として、タブを、押し込みによって中空ボディの両側の壁の間に押し付けられるように慎重に置く。
予め組み立てられた構造体を、後に付属品を取り付けるために使用する固定装置を支持するように設計する。１つの例は、予め組み立てられた構造体の付属品と異なる製造業者による付属品の取り付けであって、この構造体にすでに存在するものと同時に挿入するのが望ましい付属品の取り付けである。他の例は、付属品を、中空ボディの製造後に、この製造と無関係の工程で中空ボディの壁に作られる開口から取り付ける可能性である。
変形例として、予め組み立てられた構造体の少なくとも１つの付属品の挿入物を、固定装置を有する構造体と組み合わせることは有利である。ここに、利益は、挿入すべき物体の数を減らすことにあり、各物体は、付属品の支持体又は後に導入すべき付属品の支持体の機能と付属品を壁に固定する機能の両機能をできるかぎり果たす。
シートの少なくとも一部分を適当な手段、例えば、限定はしないが、赤外線ランプからの放熱、熱又は冷却ガスの対流等によって、再加熱又は冷却することもできる。シートが、成形される前全周囲にわたって完全に分離しているとき、加熱及び又は冷却手段を止めて、位置決めすることはずっと容易である。
本発明による方法は、中空ボディに大変正確に取りつけることができるかさばった物及び予め組み立てられた構造体の位置決めによく適している。
これらの手段の例は、ポリオレフィンでできたフィルム、シート又はプレートの形態の支持体の使用であり、物又は構造体を掴み具の間で保持しながら引っ張ることによって物又は構造体を支持又は移動させることが可能であるような時点で、フィルム、シート又はプレートを物又は構造体に取り付けている。フィルム、シート又はプレートを、例えば、互いに１８０度に位置した箇所で構造体に取り付ける。有利にも、フィルム、シート、又はプレートはシートの周囲の外側まで延長し、かくして、この金型が閉じている間、物又は構造体を保持及び連続的に位置決めすることができる。フィルム、シート、又はプレートをこの方法で、一緒に固定されるようになるパリソンのはさみつぶし領域間に保持する。好ましい固定方法は溶接である。このように、フィルム、シート、又はプレートは、それらをパリソンの内面に溶接する作業中に、少なくとも表面で溶ける。
フィルム、シート、又はプレートは、一般的に少なくとも５μｍの厚さを有する。この厚さは、一般的には２０ｍｍを超えない。好ましくは、少なくとも厚さ５０μｍのフィルムを使用する。これらの好ましいフィルムは一般的に厚さ１ｍｍを超えない。このような、薄い厚さのフィルムを使用する利点は、それが、シートを接合する領域で正確に中空ボディ内に収容された気体及び又は液体の損失を制限することである。
かさばった物又は予め組み立てられた構造体を中空ボディの内側に正確に位置決めする更なる方法は、パリソンを溶接する領域で、金型の端にある凹凸に相当する部分に正確に挿入しようとするプラスチックの円錐体を備えた支持体として役立つフィルム、シート又はプレートを提供することである。
本発明は、移動可能な金型の使用及び吹込ノズルの横方向の挿入を金型の型締めの前に瞬時に可能にし、このことは、サイクル時間を短縮させ、生産速度を増加させることができる利点を有する。
本発明による方法は、燃料タンクである中空ボディの製造によく適している。特に、それは、自動車に取り付ける燃料タンクの製造に適している。
以下の図は、いかなる方法でも発明の範囲を限定しようとするものではなく、本発明の特定な実施形態を図示する目的で与えられている。図は、自動車用燃料タンクを製造するのに用いられる連続押出での押出吹込成形機械を示す。
円形断面の中空多層押出物（１）は、高分子ポリエチレンで作られた外層と、無水マレイン酸グラフトポリエチレンで作られた２つの接着剤層によって囲まれたエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で作られた中央遮断層とを有し、押出ヘッド（２）を出て、押出ヘッド（２）に取り付けた円形ダイの出口に、互いに１８０度に配置された２つのスチールブレード（３）を使用して、２つのシート（１）に分離される。
２つのシート（１）は、ホイール（図示せず）及びローラー（４）を使用して案内され且つ、別々に保たれる。サイクルの開始時に、開放した金型の２つの部分（７）が押出ヘッド（２）の下に位置する。次いで、ロボット（図示せず）がタンクに組み込まれる付属品を支持する構造体（５）を位置決めする。また、吹込ノズル（６）も金型の２つの部分の間に位置決めされる。次いで、金型をシートと付属品の組合せのまわりに閉じて、２つのシートを一緒に溶接させ、同時に、形成作業をシートに行うように、吹込空気を圧力下でノズル（６）から射出させる。
１ 中空多層押出品
２ 押出ヘッド
３ スチールブレード
４ ローラー
５ 構造体
６ 吹込ノズル
７ 金型

Claims (7)

  1. 閉断面を有した多層構造の押し出しパリソンから燃料タンクを製造する方法であって、
    前記パリソンを、その全長にわたり２本の平行線に沿って２度切断することで２つの別個のシートにし、
    それらシートを、前記シートを長手方向及び／又は横方向に引き延ばすための装置を備えた案内装置により案内し、
    その後前記パリソンを、吹込作業及び溶接作業を有する成型作業により成型し、
    前記溶接作業が、前記パリソンの周囲を挟み、かつ挟まれた該パリソンの表面を熱融着により共に溶接する作業を有してなる方法。
  2. 前記パリソンがＥＶＯＨ層及びＨＤＰＥ層を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 加工がパリソンの押出と成形によるパリソンの形成とを含む連続製造ラインで行なわれることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の方法。
  4. 切断パリソンの２つの部分を、成形前に、中空ボディの内側に組み込もうとする物を２つの部分の間に挿入することが可能であるように、互いに十分な距離に離して保持することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 中空ボディに組み込もうとする少なくとも１つの付属品をシートの間に挿入することを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 中空ボディの内壁に固定する少なくとも１つの装置を有する予め組み立てられた構造体をシートの間に挿入することを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
  7. ポリオレフィンでできたフィルム、シート又はプレートの形態の支持体を使用し、物又は構造体を掴み具の間で保持しながら引っ張ることによって物又は構造体を支持又は移動させることが可能であるような時点で、支持体を物又は構造体に取り付けることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
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